DE102013218793A1

DE102013218793A1 - Herd mit automatischer Modus-Steuerung von offenem/geschlossenem System

Info

Publication number: DE102013218793A1
Application number: DE102013218793.9A
Authority: DE
Inventors: Steve Maahs; Janus Bartelick; JK Raghavan
Original assignee: Alto Shaam Inc
Current assignee: Alto Shaam Inc
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2014-10-23
Also published as: US20140311360A1; ITTO20130820A1; US10119708B2

Abstract

Ein kommerzieller Herd, wie beispielsweise ein Kombinationsherd, der Dampf- und Konvektionserhitzen ermöglicht, kann motorgetriebene Klappen aufweisen, die zulassen, dass der Herd entsprechend einer Benutzereingabe, die einen gewünschten Garvorgang angibt, automatisch zwischen einem Betriebsmodus in geschlossenem Zustand mit hoher Feuchtigkeit und einem Betriebsmodus in offenem Zustand mit niedriger Feuchtigkeit umschaltet. Die Klappen arbeiten mit einem herkömmlichen Kondensattopf und können integrierte Umgehungsventile aufweisen, die Über- oder Unterdruck des Garraums verhindern.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Herde zum Zubereiten von Lebensmitteln und insbesondere einen Herd, der automatisch zwischen Betrieb mit ”geschlossenem System”, bei dem Feuchtigkeit im Wesentlichen in dem Garraum eingeschlossen bleibt, und Betrieb mit ”offenem System” umgeschaltet werden kann, bei dem Feuchtigkeit aus dem Garraum abgeleitet wird.
Kommerzielle Hochleistungsherde ermöglichen Betrieb mit geschlossenem System, bei dem Herdraum im Wesentlichen abgedichtet ist, um Wärme und Feuchtigkeit einzuschließen und Energieeinsparung zu ermöglichen. Dieser Betrieb mit geschlossenem System ist besonders vorteilhaft für sogenannte ”Kombinationsherde”, mit denen Lebensmittel unter Verwendung von Dampf und Gebläse-Heißluft (Zwangskonvektion) gegart werden können, eignet sich jedoch auch für Konvektionsherde (ohne Dampf) und Rotisserie-Herde.
Bei Herden mit geschlossenem System werden expandierender Dampf und Luft so abgeleitet, dass der Garvorgang ohne nennenswerte Druckerhöhung durchgeführt wird. Dieses Ableiten kann über einen Kondensator stattfinden, in dem der Dampf abgekühlt wird, bevor er an die Außenluft austritt, so dass Hitze und Luftfeuchtigkeit in der Küchenumgebung verringert werden. Bei einer üblichen Konstruktion des Kondensators wird der Dampf durch ein Wasserbad geleitet, mit dem der Dampf gekühlt und kondensiert wird. Die Temperatur des Wasserbades wird überwacht, und frisches kühles Wasser wird in das Wasserbad eingeleitet, wenn die Temperatur steigt. Überschüssiges Wasser aus dem Wasserbad gelangt über einen Überlauf in das Abwassersystem des Gebäudes.
Betrieb mit geschlossenem System ist jedoch möglicherweise für die Zubereitung bestimmter Lebensmittel nicht vorteilhaft, so beispielsweise bei Brot, bei dem eine knusprige Kruste gewünscht wird. In diesem Fall kann Betrieb im offenen System annähernd hergestellt werden, indem beispielsweise die Herdtür beim Garen leicht geöffnet wird, um den Austausch von Dampf und Außenluft zu ermöglichen. Bei diesem Verfahren wird Energie verschwendet, es kommt zum unerwünschten Austreten von Dampf und Wärme in den Lebensmittelzubereitungsbereich, und es kann zum ungleichmäßigen Garen führen. Stärkere Ableitung aus einem Herd mit geschlossenem System kann auch durch manuelles Umgehen bzw. Deaktivieren des Kondensators erzielt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft einen Herd mit geschlossenem System, der über motorgetriebene Klappen, die in die normale Kondensatorkonstruktion für das geschlossene System integriert sind, elektronisch zwischen Betrieb mit offenem System und Betrieb mit geschlossenem System umgeschaltet werden kann. Elektrische Steuerung der Klappen ermöglicht nicht nur Wechseln des Herdes zwischen Betrieb mit geschlossenem System und Betrieb mit offenem System bei einem bestimmten Garvorgang, sondern auch das Wechseln zwischen Zuständen im Verlauf des Garens sowie das periodische Wechseln zwischen Zuständen, um exakte Feuchtigkeitssteuerung zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform schafft die Erfindung einen Herd, der ein isoliertes Gehäuses und eine Klappe zum Zugang zu einem Garraum aufweist und des Weiteren eine Heizeinrichtung aufweist, die mit dem Garraum in Verbindung steht, um den Garraum zu beheizen. Eine Klappe befindet sich zwischen dem inneren Garraum und der Außenumgebung und kann entsprechend einem Signal, mit dem eine Öffnung der Klappe gesteuert wird, elektronisch betätigt werden, um gesteuert Wasserdampfstrom zwischen dem inneren Garraum und der Außenumgebung zu ermöglichen. Ein elektronischer Computer, der ein in einem Speicher gespeichertes Programm ausführt, variiert das Signal an die Klappe im Betrieb entsprechend von einem Benutzer eingegebenen Daten.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, dass ein Herd geschaffen wird, der auf Basis von Benutzereingabe zum Optimieren des Garvorgangs automatisch zwischen einem Modus mit geschlossenem System und einem Modus mit offenem System umschalten kann.
Die vom Benutzer eingegebenen Daten können bei einem Beispiel eine Art des zuzubereitenden Lebensmittels angeben.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass passende Steuerung des Betriebsmodus des Herdes anhand eines Typs eines Lebensmittels hergeleitet wird.
In diesem Fall kann der elektronische Computer eine Datenstruktur bereitstellen, in der ein Typ eines Lebensmittels bestimmten Steuerdaten zugeordnet ist, die Steuerung der Klappe definieren, die zum Garen des Typs des Lebensmittels geeignet ist.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, dass eine zusätzliche Dimension der Steuerung des Herdes flexibel in vorhandene Steuerstrukturen integriert werden kann, die beispielsweise mit einer Gruppe vorgegebener Rezepte zusammenhängen.
Als Alternative dazu können die vom Benutzer eingegebenen Daten eine gewünschte Feuchtigkeit angeben.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass ein Herd geschaffen wird, der ausgereifte direkte Steuerung der Feuchtigkeit ermöglicht.
Die zum Steuern der Klappe verwendeten Steuerdaten können einen Arbeitszyklus definieren, der ein Verhältnis zwischen einer Zeitspanne, in der die Klappe durch das Signal gesteuert geöffnet wird, und einer Zeitspanne angibt, zu der die Klappe nicht durch das Signal gesteuert geöffnet wird.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, dass Feuchtigkeitssteuerung durch Umschalten zwischen Betrieb mit geschlossenem System und Betrieb mit offenem System implementiert wird.
Die Klappe kann eine druckaktivierte Umgehungsleitung enthalten, die Strom von Wasserdampf zwischen dem Garraum und der Außenumgebung unabhängig von dem Signal ermöglicht, wenn eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem Garraum und der Außenumgebung erreicht ist. In einer Ausführungsform kann der vorgegebene Druckpegel eine Druckdifferenz von weniger als 1 psi sein.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass die Möglichkeit extremer Drücke in dem Garraum eingeschränkt wird, die beispielsweise Undichtigkeit bewirken können oder Betätigung der Herdtür behindern können.
Die Klappe kann eine Luftklappe enthalten, die durch ein Spannelement an eine geschlossene Position gespannt wird und einen elektronisch zu betätigenden Finger enthält, der mit dem Signal gesteuert werden kann, wobei die Spannung der Luftklappe entweder durch die Bewegung des Fingers entgegengesetzt zu der Luftklappe oder durch eine Gasdruckdifferenz über die Luftklappe überwunden werden kann.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass eine Klappe geschaffen wird bzw. vorgesehen ist, die sowohl elektromechanische Entlüftung als auch Druckumleitung in einer einzelnen Struktur integriert.
Die Klappe kann einen ersten und einen zweiten Einlassanschluss aufweisen, und das durch die Klappe empfangene Signal kann die Klappe abwechselnd so steuern, dass Strom von Wasserdampf vorzugsweise zwischen dem ersten Einlassanschluss und der Außenumgebung ermöglicht wird oder Strom von Wasserdampf vorzugsweise zwischen dem zweiten Einlassanschluss und der Außenumgebung zugelassen wird. Der erste Einlassanschluss kann direkt mit dem inneren Garraum in Verbindung stehen, und der zweite Einlassanschluss kann mit dem inneren Garraum über einen Kondensattopf in Verbindung stehen.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass ein automatisiertes Klappensystem bereitgestellt bzw. geschaffen wird, das integral mit einem Kondensattopf des Typs versehen ist, der für Herdbetrieb mit geschlossenem System geeignet ist.
Der Herd kann ein motorgetriebenes Gebläse enthalten, das wenigstens zwei Bereiche mit relativ hohem bzw. niedrigem Druck im Inneren des inneren Garraums schafft, und die erste Klappe kann einen Anschluss aufweisen, der Wasserdampf aus dem Bereich mit relativ hohem Druck aufnimmt und ihn an die Außenumgebung ausstößt. Der Herd kann des Weiteren eine zweite ähnliche Klappe enthalten, die sich zwischen dem inneren Garraum und der Außenatmosphäre befindet und einen Anschluss in dem Bereich mit relativ niedrigem Druck zum Ansaugen von Luft von der Außenumgebung in den inneren Garraum aufweist. Der elektronische Computer kann des Weiteren das zweite Signal für die zweite Klappe erzeugen.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass ein gebläsegestützes ”Durchfluss”-Lüftungssystem für schnelle Feuchtigkeitsreduzierung geschaffen bzw. bereitgestellt wird.
Diese speziellen Aufgaben und Vorteile gelten möglicherweise nur für bestimmte Ausführungsformen, die unter die Ansprüche fallen, und definieren daher nicht den Schutzumfang der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vereinfachte Perspektivansicht eines Kombinationsherdes, der für den Einsatz mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wobei sie ein Gehäuse mit einer Tür zeigt, die geöffnet werden kann, um einen Garraum freizugeben, und eine Benutzerschnittstelle an einer Vorderseite des Herdes zeigt;
2 ist ein Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1, die ein inneres Konvektionsgebläse, eine Heinzeinheit sowie eine Kondensatoreinheit des Herdes zeigt, motorgetriebene Einlass- und Auslassklappen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und des Weiteren eine vergrößerte Schnittansicht der Kondensatoreinheit zeigt;
3a und 3b sind eine Vertikalschnittansicht bzw. eine Perspektivansicht der Auslassklappe in 2;
4a und 4b sind 3a und 3b ähnelnde Ansichten der Einlassklappe in 2;
5 ist ein Datenflussplan, der Steuerung der Klappen über die Benutzerschnittstelle in 1 darstellt;
6 ist eine Teilansicht einer Luftklappe aus 3 oder 4, die Umgehungsentlüftung darstellt, die bei einer vorgegebenen Druckdifferenz über die Klappe stattfindet; und
7 ist ein Zeitdiagramm eines Klappenbetriebes gemäß unterschiedlicher Einstellungen einer Benutzerschnittstelle zur Feuchtigkeitssteuerung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Ein Herd 10 mit Modussteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wie unter Bezugnahme auf 1 zu sehen ist, ein Gehäuse 12 aufweisen, das einen Garraum 14 bildet. Seitenwände des Garraums 14 können Rostauflagen 11 aufweisen, die herkömmliche Garroste aufnehmen, die Pfannen oder Behälter für Lebensmittel tragen.
Der Garraum 14 ist über eine Tür 16 zugänglich, die mittels eines Scharniers an einer vertikalen Seite des Garraums 14 angebracht ist. Die Tür 16 kann sich während des Garvorgangs, von einer Verriegelungsanordnung 15 (nur an der Tür 16 sichtbar) gehalten, über dem Garraum 14 schließen. In der geschlossenen Position kann die Tür 16 den Garraum 14 im Wesentlichen abschließen, indem sie eine Dichtung 17 zusammendrückt, die eine Öffnung des Garraums 14 in dem Gehäuse 12 gibt.
An einer Seite des Garraums 14 kann das Gehäuse 12 ein Bedienfeld 22 tragen, das für einen Benutzer zugänglich, der vor dem Herd 10 steht. Das Bedienfeld 22 kann herkömmliche elektronische Bedienungselemente, wie beispielsweise Schalter, Knöpfe, einen Touchscreen oder dergleichen aufweisen, die Herd-Steuerdaten von dem Benutzer empfangen können, wie dies weiter unten beschrieben wird.
In dem Gehäuse 12 befindet sich, wie unter Bezugnahme auf 2 zu sehen ist, ein motorgetriebenes Konvektionsgebläse 18, das mit dem Garraum 14 in Verbindung steht und einen Luftstrom über ein Heizelement 20 in den Garraum 14 leitet. Das Heizelement 20 kann ein elektrisches Heizelement oder ein Wärmetauscher sein, der Wärme von einer Gasflamme oder dergleichen empfängt, und es kann das Konvektionsgebläse 18 umgeben. In einer Ausführungsform kann Dampf mittels einer ventilgesteuerten Wasserdüse 19 erzeugt werden, die einen Wasserstrahl auf das Gebläse 18 und das Heizelement 20 nahe an dem Gebläse 18 richtet.
Als Alternative dazu kann Dampf von einem separaten Boiler 21 bereitgestellt werden, der ein eigenes Heizelement 23 aufweist und mit dem Garraum 14 in Verbindung steht.
Herde dieses Typs können von Alto-Shaam Inc. (Menomonee Falls, Wisconsin) bezogen werden und sind allgemein im US-Patent 6,188,045 ”Combination Oven with Three Stage Water Atomizer” beschrieben, das hiermit durch Verweis einbezogen wird.
Wie weiter unter Bezugnahme auf 2 zu sehen ist, kann eine Bodenwand 31 des Garraums 14 ein Ablaufrohr 25 aufweisen, das sich von der Bodenwand 31 zu einer Kondensatorkammer 30 nach unten erstreckt, die unterhalb der Bodenwand 31 angeordnet ist. Das Ablaufrohr 25 kann vertikal (wie dargestellt) verlaufen oder kann über eine kurze Strecke horizontal verlaufen, bevor oder nachdem es in der Kondensatorkammer 30 aufgenommen wurde.
In beiden Fällen ermöglicht das Ablaufrohr 25, dass Dampf und Wasserdampf in die Kondensatorkammer 30 eintreten, die einen im Allgemeinen geschlossenen Kasten bildet, dessen aufrechtstehende Seitenwände ein Wasserbad mit einem Wasserpegel 36 aufnehmen. Das untere Ende des Ablaufrohrs 28, das in die Kondensatorkammer 30 hineinreicht, endet über der Bodenwand 33 und oberhalb eines Wasserpegels 36.
Die Kondensatorkammer 30 kann ihrerseits im Allgemeinen mit einer ersten elektronisch steuerbaren Auslassklappe 34 entweder über einen Umgehungsanschluss 26 oder einen Kondensatoranschluss 27 der Auslassklappe 24 in Verbindung stehen, der durch eine obere Wand der Kondensatorkammer 30 hindurch verläuft. Die motorgetriebene Auslassklappe 24 steht mit einem Auslassrohr 29 in Verbindung, das sich zur Umgebung außerhalb des Gehäuses hin öffnet. Die Auslassklappe 24 bestimmt, über welchen dieser Anschlüsse (den Umgehungsanschluss 26 oder den Kondensatoranschluss 27) Wasserdampf beim Verlassen der Kondensatorkammer 30 über ein Auslassrohr 29 an die Außenumgebung gelangt.
Eine zweite elektronisch steuerbare Einlassklappe 23 ist mit ihrem Auslassanschluss 34 in der Nähe des Gebläses 18 angeordnet, so dass Luft von außen über ein Einlassrohr 35, das sich zu der Außenumgebung außerhalb des Gehäuses 12 hin erstreckt, in den Garraum 14 angesaugt werden kann. Dabei befindet sich der Auslassanschluss 34 der Einlassklappe 32 in einem Niederdruckbereich des Garraums 14, wenn das Gebläse 18 arbeitet. Umgekehrt befindet sich das Ablaufrohr 25, das die Anschlüsse 26 und 27 speist, in einem Hochdruckbereich des Garraums 14 (wenn das Gebläse 18 arbeitet), der einen höheren Druck hat als der Niederdruckbereich. So wird, wenn die motorgetriebenen Klappen 24 und 32 offen sind, Luft aktiv von der Außenumgebung über Einlassklappe 32 in den Garraum 14 angesaugt und über Ablaufrohr 25, Kondensatorkammer 30 und Auslassklappe 24 ausgeleitet. Es liegt damit allgemein auf der Hand, dass, wenn die motorgetriebene Einlassklappe 32 und die motorgetriebene Auslassklappe 24 geschlossen werden, der Ofen 10 in einem herkömmlichen Zustand mit geschlossenem System arbeiten kann, das immer hohe Feuchtigkeit, geringen Wärmeverlust und geringe Geschmacksübertragung ermöglicht. Umgekehrt kann der Herd 10, wenn die motorgetriebenen Klappen 24 und 32 geöffnet sind, in einem offenen Zustand arbeiten, der geringe Feuchtigkeit ermöglicht. Es ist klar, dass die motorgetriebenen Klappen 24 und 32 zyklisch betätigt werden können, um sie zu öffnen und zu schließen und so Abstufungen zwischen diesen zwei Betriebspunkt-Extremen zu ermöglichen.
Eine Steuerplatine 37 im Inneren des Gehäuses 12 kann, wie unter Bezugnahme auf 1 und 2 zu sehen ist, Benutzer-Eingabedaten von dem Bedienfeld 22 zum Steuern eines Herdes 10 empfangen. Die Steuerplatine 37 weist, wie weiter unten ausführlicher erläutert, im Allgemeinen einen elektronischen Computer auf, der ein in einem Computerspeicher gespeichertes Programm zum Steuern des Heizelementes 20, des Gebläses 18 und der Wasserdüse 19 sowie der motorgetriebenen Klappen 24 und 32 ausführt und letztere öffnet und schließt, wie dies zum Umsetzen eines bestimmten Garvorgangs erforderlich ist.
Die Kondensatorkammer 30 kann, wie in 2 gezeigt, einen Überlaufanschluss 42 aufweisen, der im Allgemeinen mit der Abwasserleitung verbunden ist, jedoch eine Entlüftungsanordnung aufweist, die das Austreten von Gasen ermöglicht. Der Auslassanschluss 34 kann beispielsweise in einen Bodenablauf oder dergleichen münden. Wasser in der Kondensatorkammer 30 kann dadurch auf einer kühlen Temperatur gehalten werden, dass ein Frischwassereinlass 44 Nachfüllwasser über ein Ventil (nicht dargestellt) zuführt, das ebenfalls von der Steuerplatine 37 gesteuert wird, die des Weiteren mit einer Temperaturanzeige 46 in Verbindung stehen kann, so dass zusätzliches Wasser über den Einlass 44 nur zugeführt wird, wenn die Temperatur des vorhandenen Wassers über ein bestimmtes Maß hinaus ansteigt. Wenn Wasser über Einlass 44 eingeleitet wird, läuft überschüssiges Wasser über den Überlaufanschluss 42 ab, der eine Überlauflippe 47 aufweist, die den Wasserpegel 36 bestimmt. Dampf, der durch das Ablaufrohr 25 strömt, kann auch in einen Dampfsammelanschluss 48 eintreten, der zu dem Garraum 14 zurückführen kann. Der Dampfsammelanschluss 48 kann einen Temperatursensor (nicht dargestellt) aufnehmen, der mit der Steuerplatine 37 in Verbindung stehen kann und dazu dienen kann, Dampftemperatur-Informationen bereitzustellen, die zum Steuern des Herdes 10 genutzt werden können.
Eine Abwandlung dieser Konstruktion ist in der am 29. November 2011 eingereichten US-Patentanmeldung 13/306,687 unter dem Titel ”Grease Handling Apparatus for Closedsystem Oven” dargestellt, die dem gleichen Abtretungsempfänger wie die vorliegende Erfindung abgetreten wurde und hiermit durch Verweis einbezogen wird.
Der Innenraum der Kondensatorkammer 30 wird durch eine vertikale Trennplatte 40 unterteilt, die sich von einer oberen Wand der Kondensatorkammer 30 nach unten unter den Wasserpegel 32, jedoch oberhalb der Kondensatorkammer 30 erstreckt. Diese Trennplatte 40 schafft zwei getrennte Wege für den Strom von Wasserdampf auf dem Garraum 14 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Auslassplatte 24. Auf einem ersten Weg kann Dampf, der über das Ablaufrohr 25 in die Kondensatorkammer 30 gelangt, aus einem Umgehungsanschluss 26 austreten, ohne durch das Wasser zu strömen. Als Alternative dazu kann Wasserdampf, der über Ablaufrohr 25 in die Kondensatorkammer 30 gelangt, auf einem zweiten Weg durch das Wasser und unter der vertikalen Trennplatte 30 hindurch strömen, so dass jeglicher Dampf in diesem Strom kondensiert wird. Der letztere Weg erzeugt einen gewissen Gegendruck, der auf Widerstand gegenüber Gasstrom durch das Wasser zurückzuführen ist, so dass eine Tendenz besteht, dass Feuchtigkeit in dem Garraum 4 verbleibt und nur überschüssiger Druck abgelassen wird.
Dementsprechend bewirkt der Betriebszustand der Auslassklappe 24 entweder direktes Entlüften des Garraums 14 an die Außenumgebung mit geringem Widerstand (wie es für Betrieb im offenen Zustand benutzt wird) oder indirektes Entlüften des Garraums 14 mit hohem Widerstand durch das Wasser der Kondensatorkammer 30 hindurch (wie es für Betrieb im geschlossenen Zustand genutzt wird).
Dabei kann, wie in 3 gezeigt, die motorgetriebene Auslassklappe 24 einen im Allgemeinen geschlossenen Verteiler 50 aufweisen, der die Einlassanschlüsse 26 und 27 und Auslassrohr 29 zusammenführt. Das Gehäuse kann durch eine Luftklappe 52 unterteilt werden, die eine Ventil- bzw. Klappenscheibe 54 umfasst, die an einem Schwenk- bzw. Drehpunkt 56 geschwenkt wird, der sich zwischen einer Oberkante der Klappenscheibe 54 und einer Unterseite einer Oberwand des Verteilers 50 befindet. Die Klappenscheibe 54 wird normalerweise durch ein Spannelement 60, wie beispielsweise ein Gewicht, an einen Ventil- bzw. Klappensitz 58 gedrückt. Wenn sie an den Klappensitz 58 gespannt wird, ist der Einlassanschluss 26 gegenüber dem Anschluss 27 und einem Auslassrohr 29 isoliert.
Ein Getriebemotor 61 mit Motor-Zuleitungen 62, die Steuersignale von der Steuerplatine 37 empfangen, kann eine Nabe 64 antreiben, die sich in den Verteiler 50 hinein erstreckt und an der einander diametral gegenüberliegende, sich radial erstreckende Finger 66 angebracht sind, die sich mit der Nabe 64 drehen. In einer Drehrichtung, die mit einem Pfeil in 3 angedeutet ist, kann der eine der Finger 66 an die Klappenscheibe 54 drücken und sie gegen das Spannelement 60 von dem Klappensitz 58 weg anheben, um so Strom von Wasserdampf über Anschluss 26 zu Auslassrohr 29 zu ermöglichen. Dieser Strom wird aufgrund des Fehlens von Gegendruck bzw. Widerstand von dem Wasser in der Kondensatorkammer 30 gegenüber einem Strom über Kondensatoranschluss 27 bevorzugt. Wenn sich der Getriebemotor 61 weiter dreht, wird der Finger 66 von der Klappenscheibe 54 entfernt, so dass sie sich unter dem Einfluss des Spannelementes 60 schließen kann. Dann muss Wasserdampf primär über Anschluss 27 strömen, so dass er zu Auslassrohr 29 gelangt und damit durch das Wasser der Kondensatorkammer 30 hindurch.
Der Getriebemotor 61 kann einen Nocken 67 aufweisen, der mit einem Grenzschalter 68 oder einem anderen Sensor in Verbindung steht, so dass die Steuerplatine 37 den Finger 66 präzise so steuern kann, dass Bewegung mit der Klappenscheibe 54 entsprechend einem offenen und einem geschlossenen Zustand des Systems alternativ an einer geöffneten bzw. einer geschlossenen Position unterbrochen wird, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Die motorgetriebene Einlassklappe 62 kann, wie unter Bezugnahme auf 4 zu sehen ist, desgleichen einen Verteiler 77 aufweisen, dessen Innenraum durch Klappenscheibe 72 unterteilt wird, die an ihrer Oberkante um Schwenkpunkt 74 herum geschwenkt wird, der sich an einer inneren oberen Fläche des Verteilers 70 befindet. Die Klappenscheibe 72 wird normalerweise, von einem Spannelement 78 gespannt, das in diesem Fall als eine Feder dargestellt ist, an einem Ventil- bzw. Klappensitz 76 gehalten. Ähnlich wie oben beschrieben, können Finger 80, die an einer von einem Getriebemotor 84 angetriebenen Nabe 82 angebracht sind, von der Steuerplatine 37 gesteuert, Öffnen der Klappenscheibe 72 steuern. Zum Zweck dieser Steuerung kann der Getriebemotor 84 einen Nocken 86 und einen Grenzschalter 88 enthalten, der der Steuerplatine 37 Signale zuführt. Bei der motorgetriebenen Einlassklappe 32 trennt die Klappenscheibe 72, wenn sie geschlossen ist, den Auslassanschluss 34 von dem Einlassrohr 35 und ermöglicht, wenn sie offen ist, ungehinderten Strom von Gas zwischen dem Einlassrohr 35 und dem Auslassanschluss 34.
Im Allgemeinen kann, wie unter Bezugnahme auf 6 zu sehen ist, die Klappenscheibe 72 (oder 54) gegen die Kraft ihres Spannelementes 78 (oder 60) einfach durch Differenzdruck über die Klappenscheibe 72 geöffnet werden, wenn die Klappenscheibe 72 geschlossen ist. Die Klappenscheibe 72 (oder 54) und ihr Spannelement 78 (oder 60) können so eingestellt sein, dass sie sich bei zu hoher Druckdifferenz von ungefähr 0,25 psi und vorteilhafterweise weniger als 1 psi öffnet. Diese effektiv eingebaute Umgehungsventil-Funktion ermöglicht automatische Druckentlastung und verhindert, dass zu hoher Über- oder Unterdruck in dem Garraum 14 auftritt. Bei diesem Umgehungsvorgang sollte die Klappenscheibe 54 beim Öffnen zu dem Auslassrohr 29 hin von dem Klappensitz 58 weggeschwenkt werden, während die Klappenscheibe 72 beim Öffnen von dem Klappensitz 76 weg zu Auslassanschluss 34 hin geschwenkt werden sollte.
Elektronische Steuerung der motorgetriebenen Klappen 24 und 32 kann, wie unter Bezugnahme auf 9 zu sehen ist, auf der Steuerplatine 37 mittels eines elektronischen Prozessors implementiert werden, der ein gespeichertes Programm zum Empfangen von einem Benutzer eingegebener Daten von dem Bedienfeld 22 ausführt. In einer Ausführungsform kann das Bedienfeld 22 von der Steuerplatine 37 gesteuert, verschiedene Lebensmittelsymbole 90 anzeigen, so beispielsweise an mehreren Membranschalter oder einem berührungsempfindlichen Bildschirm, die unterschiedliche Lebensmittel in Form verschiedener Gerichte oder bestimmte Nahrungsmittel repräsentieren, die auf verschiedene Weise gegart werden. Jedes dieser Symbole kann über eine Datenstruktur 92 (beispielsweise eine Datentabelle) einem bestimmten Steuerungsablauf 94 zugeordnet sein. Diese Datentabelle kann bei der Herstellung voreingestellt werden oder von einem Benutzer individuell eingestellt werden.
Die Steuerungsabläufe 94 der Datenstruktur 92 definieren Öffnen oder Schließen motorgetriebener Klappen 24 und 32 entsprechend einem Garablauf, der zum Garen des mit den Symbolen 90 angezeigten Lebensmittels gewünscht wird. In einfachen Fällen sind beide motorgetriebene Klappen 24 und 32 während eines gesamten Garzyklus entsprechend dem Steuerungsablauf 94 vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen, bei komplizierten Steuerabläufen kann jedoch der Zustand der Klappen 24 und 32 während des Garvorgangs gemeinsam geändert werden, um beispielsweise mit einem Garvorgang mit hoher Feuchtigkeit zu beginnen und mit einem Garvorgang mit niedriger Feuchtigkeit zu enden.
Als Alternative dazu kann das Bedienfeld 22 ein Feuchtigkeits-Einstellelement 96 für den Benutzer aufweisen, das beispielsweise eine Balkenanzeige zwischen 0 und 100 Prozent Feuchtigkeit hat, deren Einstellung mittels einer Wischgeste auf einem Touchscreen oder dergleichen verschoben werden kann. Dieser von dem Benutzer eingegebene Feuchtigkeitswert kann ein Verfahrens-Steuerfunktion 98 bereitgestellt werden, die auf der Steuerplatine 37 läuft und die Klappen 24 und 32 entsprechend dem gewünschten Feuchtigkeitswert öffnet und schließt.
Wenn beispielsweise eine Feuchtigkeit von 0% gewünscht wird, kann, wie unter Bezugnahme auf 7 zu sehen ist, den motorgetriebenen Klappen 24 und 32 ein erster Zustand bzw. Status (willkürlich als ein L-Status dargestellt) zugeführt wird, der bewirkt, dass sie sich beide öffnen und unbegrenzt geöffnet bleiben. Wenn hingegen 100% Feuchtigkeit gewählt wird, kann den motorgetriebenen Klappen 24 und 32 ein zweiter Signal-Status 102 (wiederum willkürlich als ein H-Status dargestellt) zugeführt werden, der bewirkt, dass sie sich unbegrenzt öffnen. Bei Feuchtigkeit zwischen diesen Werten kann die Verfahrensfunktion 98 Schaltfolgesteuerung der motorgetriebenen Klappen 24 und 32 implementieren und sie zeitlich proportional in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit zwischen H- und L-Zuständen umschalten. Bei niedriger, von Null verschiedener Feuchtigkeit herrscht daher Status 100 vor, während bei hoher Feuchtigkeit unter 100 Prozent Feuchtigkeit Status 102 vorherrscht. Das Umschalten kann beispielsweise periodisch in der Größenordnung von einmal pro Minute stattfinden.
Im vorliegenden Text werden bestimmte Begriffe lediglich für Bezugszwecke verwendet, und sind daher nicht als einschränkend zu verstehen. Beispielsweise beziehen sich Begriffe ”ober/e”, ”unter/e”, ”oberhalb” und ”unterhalb” auf Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Begriffe wie ”vordere/r”, ”rückwärtige/r”, ”hintere/r”, ”unten befindliche/r” sowie ”seitliche/r” beschreiben die Ausrichtung von Abschnitten der Komponente innerhalb eines durchgängigen, jedoch beliebigen Bezugrahmens, der unter Bezugnahme auf den Text und dazugehörigen Zeichnungen deutlich wird, mit denen die betreffende Komponente beschrieben wird. Diese Begriffe können die oben ausdrücklich erwähnten Wörter, Ableitungen derselben und Wörter ähnlicher Bedeutung einschließen. Desgleichen geben die Begriffe ”erste/r”, ”zweite/r” und andere derartige numerische Begriffe, die sich auf Strukturen beziehen, keine Abfolge oder Reihenfolge an, sofern dies nicht eindeutig aus dem Kontext hervorgeht.
Wenn Elemente oder Strukturen der vorliegenden Offenbarung und der beispielhaften Ausführungsformen dargestellt werden, bedeuten die Artikel ”ein/e/r”, ”der/die/das” und ”diese/r/dieses”, dass von diesen Elementen oder Strukturen bzw. Merkmalen ein/e oder mehrere vorhanden ist/sind. Die Begriffe ”umfassen”, ”enthalten” und ”aufweisen” sind einschließend zu verstehen und bedeuten, dass zusätzliche Elemente oder Merkmale neben den ausdrücklich angeführten vorhanden sein können. Des Weiteren ist klar, dass die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge nicht so zu verstehen sind, dass sie notwendigerweise in der erläuterten oder dargestellten speziellen Reihenfolge durchgeführt werden, sofern diese nicht ausdrücklich als eine Reihenfolge der Durchführung angegeben ist. Es versteht sich auch, dass zusätzliche oder alternative Schritte verwendet werden können.
Wenn auf eine ”Steuerplatine” und einen ”Prozessor” Bezug genommen wird, kann dies so verstanden werden, dass diese/r einen oder mehrere Mikroprozessor/en enthält/enthalten, der/die in einer eigenständigen (stand-alone) und/oder in einer/mehreren verteilten Umgebung/en kommunizieren kann/können, und damit so konfiguriert sein kann/können, dass er/sie über Kabel- oder Funk-Verbindungen mit anderen Prozessoren kommuniziert/kommunizieren, wobei dieser eine Prozessor bzw. die mehreren Prozessoren so konfiguriert sein kann/können, dass er/sie in einer oder mehreren prozessorgesteuerten Vorrichtung/en arbeitet/n, bei denen es sich um gleiche oder verschiedene Vorrichtungen handeln kann. Des Weiteren kann, wenn auf Speicher Bezug genommen wird, sofern nicht anders angegeben, dies ein/eine oder mehrere Speicherelement/e und/oder Komponente/n einschließen, das/die für Prozessoren lesbar und zugänglich ist/sind und das/die sich innerhalb der prozessorgesteuerten Vorrichtung, außerhalb der prozessorgesteuerten Vorrichtung befinden kann/können und auf das/die über ein Kabel- oder Funk-Netzwerk zugegriffen werden kann.
Die vorliegende Erfindung soll ausdrücklich nicht auf die hier enthaltenen Ausführungsformen und Darstellungen beschränkt sein, und die Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie abgewandelte Formen dieser Ausführungsformen einschließen, die Teil der Ausführungsformen und Kombinationen von Elementen anderer Ausführungsformen enthalten, die Teil des Schutzumfangs der folgenden Patentansprüche sind. Alle hier beschriebenen Veröffentlichungen, die Patente und Nicht-Patentveröffentlichungen einschließen, werden hiermit in ihrer Gesamtheit durch Verweis einbezogen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6188045 [0037]

Claims

Herd, der umfasst: ein isoliertes Gehäuse, das eine Tür enthält, die sich schließt, um einen inneren Garraum zu bilden und sich öffnet, um Zugang zu dem Garraum zu schaffen; eine Heizeinrichtung, die mit dem Garraum in Verbindung steht, um den Garraum zu beheizen; eine erste Klappe, die zwischen dem inneren Garraum und der Außenumgebung angeordnet ist, elektronisch betätigt werden kann und ein Signal empfängt, das eine Öffnung der Klappe steuert, um Strom von Wasserdampf zwischen dem inneren Garraum und der Außenumgebung zuzulassen; und einen elektronischen Computer, der ein in einem Speicher gespeichertes Programm zum Variieren des Signals an die Klappe entsprechend von einem Benutzer eingegebener Daten ausführt.
Herd nach Anspruch 1, wobei die von einem Benutzer eingegebenen Daten einen Typ eines Lebensmittels angeben.
Herd nach Anspruch 1, der des Weiteren eine Benutzerschnittstelle enthält, die die von dem Benutzer eingegebenen Daten empfängt, und wobei der elektronische Computer eine Datenstruktur bereitstellt, die einen Typ eines Lebensmittels Steuerdaten zuordnet, die Steuerung der Klappe definieren, die zum Garen des Typs von Lebensmittel geeignet ist.
Herd nach Anspruch 1, wobei die von einem Benutzer eingegebenen Daten eine gewünschte Feuchtigkeit angeben.
Herd nach Anspruch 4, wobei die von einem Benutzer eingegebenen Daten in Steuerdaten einer Schaltfolge umgewandelt werden, die eine Proportion zwischen einer Zeit, zu der die Klappe von dem Signal gesteuert geöffnet wird, und einer Zeit definiert, zu der die Klappe nicht durch das Signal gesteuert geöffnet wird.
Herd nach Anspruch 1, wobei die Klappe eine druckaktivierte Umgehungsleitung aufweist, die Strom von Wasserdampf zwischen dem Garraum und der Außenumgebung unabhängig von dem Signal ermöglicht, wenn eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem Garraum und der Außenumgebung erreicht ist.
Herd nach Anspruch 6, wobei der vorgegebene Druckpegel eine Druckdifferenz von weniger als 1 Atmosphäre ist.
Herd nach Anspruch 7, wobei die Klappe eine Luftklappe enthält, die durch ein Spannelement an eine geschlossene Position gespannt wird, und sie einen elektronisch zu betätigenden Finger enthält, der durch das Signal gesteuert wird, und die Spannung der Luftklappe durch eine Bewegung des Fingers entgegengesetzt zu der Luftklappe oder durch eine Gasdruckdifferenz über die Luftklappe überwunden werden kann.
Herd nach Anspruch 8, wobei das Spannelement aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Gewicht und einer Feder besteht.
Herd nach Anspruch 1, wobei die Klappe einen ersten und einen zweiten Einlassanschluss aufweist und das durch die Klappe empfangene Signal die Klappe abwechselnd so steuert, dass Strom von Wasserdampf vorzugsweise zwischen dem ersten Einlassanschluss und der Außenumgebung zugelassen wird, und die Klappe so steuert, dass Strom von Wasserdampf vorzugsweise zwischen dem zweiten Einlassanschluss und der Außenumgebung zugelassen wird, wobei der erste Einlassanschluss mit dem inneren Garraum direkt in Verbindung steht und der zweite Einlassanschluss mit dem inneren Garraum über einen Kondensattopf in Verbindung steht.
Herd nach Anspruch 10, wobei der Kondensattopf ein Behälter ist, der Wasser enthält, durch das der Wasserdampf auf dem Weg von dem inneren Garraum zu der Außenumgebung strömen muss.
Herd nach Anspruch 10, wobei die Klappe eine Luftklappe enthält, die durch ein Spannelement an eine erste Position gespannt wird, in der Strom von Wasserdampf durch den ersten Einlassanschluss blockiert wird, und sie einen elektronisch zu betätigenden Finger enthält, der durch das Signal gesteuert wird, und Spannung der Luftklappe durch eine Bewegung des Fingers entgegengesetzt zu der Luftklappe oder durch eine Gasdruckdifferenz über die Luftklappe überwunden werden kann, um Strom durch den zweiten Einlassanschluss unabhängig von dem Signal zuzulassen.
Herd nach Anspruch 12, wobei das Spannelement aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Gewicht und einer Feder besteht.
Herd nach Anspruch 1, wobei der Herd ein motorgetriebenes Gebläse enthält, das wenigstens zwei Bereiche mit relativ hohem und relativ niedrigem Druck innerhalb des inneren Garraums erzeugt, und die erste Klappe einen Anschluss aufweist, der Wasserdampf aus dem Bereich mit relativ hohem Druck empfängt und ihn an die Außenumgebung ausstößt, und der des Weiteren enthält: eine zweite Klappe, die zwischen dem inneren Garraum und der Außenumgebung angeordnet ist, elektronisch betätigt werden kann und ein zweites Signal zum Steuern eines Öffnens der zweiten Klappe empfängt, um so Strom von Wasserdampf zwischen dem inneren Garraum und der Außenumgebung zuzulassen, wobei die zweite Klappe einen Anschluss in dem Bereich mit relativ niedrigem Druck zum Ansaugen von Luft von der Außenumgebung in den inneren Garraum hinein aufweist; und wobei der elektronische Computer das zweite Signal zu der zweiten Klappe leitet.
Herd nach Anspruch 14, wobei die zweite Klappe eine druckaktivierte Umgehungsleitung enthält, die Strom von Wasserdampf zwischen dem Garraum und der Außenumgebung unabhängig von dem Signal zulässt, wenn ein vorgegebener Druckpegel erreicht ist.
Herd nach Anspruch 15, wobei der vorgegebene Druckpegel eine Druckdifferenz von weniger als 1 Atmosphäre ist.
Herd nach Anspruch 16, wobei die zweite Klappe eine Luftklappe aufweist, die durch ein Spannelement an eine geschlossene Position gespannt wird, sie einen elektronisch zu betätigenden Finger enthält, und die Spannung der Luftklappe durch Bewegung des Fingers entgegengesetzt zu der Luftklappe oder durch eine Druckdifferenz überwunden werden kann.
Herd nach Anspruch 14, wobei das erste Signal und das zweite Signal simultanes Öffnen und Schließen der ersten Klappe und der zweiten Klappe bewirken.
Herd nach Anspruch 1, wobei der Herd des Weiteren einen Dampferzeuger enthält, der Dampf über eine Quelle von eingeleitetem Wasser erzeugt.
Herd nach Anspruch 1, der des Weiteren ein Konvektionsgebläse zum Zirkulieren erhitzter Luft im Inneren des Innenraums enthält.