DE2917007C2 - Hochfrequenzofen - Google Patents

Description

gekennzeichnet durch eine Regeleinheit (12), die beim intermittierenden Betrieb des Hochfrequenzpmerators (3) die Hochfrequenz-Ausgangsleistung aiii einen niedrigeren Pegel verringert

2. Hochfrequenzofen nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch einen Hochfrequenzteil n.it

— einem Hochspannungstransformator (23),

— einem Hochspannungsgleichrichter (26) einschließlich eines Kondt.isatorgliedes (24, 25) und

— einer Einrichtung (28) zur Leistungsverringe- so rung, die die Kapazität des Kondensatorgliedes (24, 25) und dadurch die durch den Hochspannungsgleichrichter^) erzeugte Hochspannung ändert

3. Hochfrequenzofen nach A^-jpruch I oder 2 mit einem Luftauslaß für die in der Heizkammer erwärmte Luft, gekennzeichnet durch

einen Thermistor (11) als Temperaturfühler, der beim Luftauslaß (9) vorgesehen ist und die Ablufttemperatur der Heizkammer (2) erfaßt, eine Brückenschaltung (11, 29, 31, 32) mit dem Thermistor (Ii) und
eine Regeleinheit (12) mit

— einem ersten Vergleicher (30). der eine erste Referenzspannung aus dem Briikkenzweig mit den festen Widerständen (31, 32) mit der Spannung am Thermistor (11) vergleicht, die von der Temperatur des Heizgutes (1) abhängt.

— einem zweiten Vergleicher {33), der eine zweite Referenzspannung (Spannungsteiler 36, 37). die einem zweiten vorgegebenen Wert des Ausgangssignales des Temperaturfühlers entspricht, mit der Ausgangsspannung des ersten Vergleithers (30) vergleicht und nach Erreichen des ersten bzw. des zweiten vorgegebenen Wertes durch das Ausgangssignal des zweiten Vergleichers (33) den Hochfrequenzgenerator (3) über Relais (21), Thyristor (22) aus- bzw. einschaltet

und

einem dritten Vergleicher (40), der dem ersten Vergleicher (30) über Entkopplungs-Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzofen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es gibt bereits eine Heiz-Steuerung, um die Temperatur des Heizgjtes in einem Hochfrequenzofen im wesentlichen konstantzuhalten, z. B. ein automatisches Kochzyklus-Steuersystem für Mikrowellen-Backöfen (vgL US-PS 35 69 656). Bei diesem Heiz-Steuersystem ist ein Temperaturfühler vorgesehen, um die Temperatur des Heizgutes zu erfassen und ein die erfaßte Ist-Temperatur anzeigendes Ausgangssignal zu erzeugen; nachdem die Temperatur des Heizgutes einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wird die bisher kontinuierliche Hochfrequenz-Energiezufuhr des Hochfrequenzoszillators wiederholt für eine durch einen Zeitgeber eingestellte Zeitdauer ein- und ausgeschaltet. Nach Ablauf der durch den Zeitgeber eingestellten Zeitdauer wird das Erwärmen unterbrochen. Die Temperatur des Heizgutes wird nicht mehr gesteuert, » nachdem das intermittierende Ein-Aus-Schalten des Hochfrequenzoszillators durch den Zeitgeber eingeleitet wurde. Daher können die Vorteile der Heiz-Steuerung durch Temperaturerfassung stark verringert sein. In einem Steuerungssystem kann der Ein-Aus-Betrieb » des Hochfrequenzoszillators abhängig von der Temperaturerfassung des Heizgutes gesteuert werden. Das Arbeitsprinzip dieser herkömmlichen Steuerungssysteme ist ·η der F 1 g. 1 dargestellt.

Entsprechend Fig. I wird die Hochfrequenz-Ausgangsleistung (die z. B. 600 W be»rägt) des Hochfre quenzoszillators kontinuierlich zugeruhr'.. bis der Pegel des Ausgangssignales 7> des die Ist-Temperatur des Heizgutes anzeigenden Temperaturfühlers eine erste vorgegebene Temperatur 7~_s ,· erreicht, wie dies in den Fig. l(A) und (B) gezeigt ist. Wenn Tt > Ts, gilt, wird der Hochfrequenzoszillator ausgeschaltet und liefert keine Hochfrequenz-Ausgangsleistung mehr, so daß der Pegel des Ausgangssignales Tr des die Ist-Temperatur des Heizgutes anzeigenden Temperaturfühlers schritt-ίο weise auf eine zw, eite. eingestellte Temperatur Ts2 herabgesetzt wird. Wenn die Beziehung Ti < 7~s<-gilt. ist der Hochfrequenzoszillator eingeschaltet und liefert wieder Hochfrequenz-Ausgangsleistung: der Pegel des Ausgangssignales T, des Temperaturfühlers steigt >' entsprechend wieder zur ersten vorgegebenen Temperatur Ts · an. Auf diese Weise wird die Temperatur des Heizgutes kontinuierlich durch den Temperaturfühler erfaßt, uml nachdem der Pegel des Temperatursignales Tf einen vorbestimmten Wert erreicht hat. wird der ^h0 Hochfrequenzoszillator abhängig vom Pegel des die Ist-Temperatur des Heizgutes anzeigenden Tempera tursignales 7> wiederholt ein- und ausgeschaltet, so daß die Temperatur des Heizgutes im wesentlichen konstantgehalten werden kann, wie dies in Fig. 1(C) ^b"' gezeigt ist.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß das dargestellte Heiz.steuerungsverfahren eine anfänglich kontinuierliche Zufuhr der Hochfrequenz-Ausgangsleistung des

Hochfrequenzoszillators zur Erwärmung eines Heizgutes mit einer hohen Heizleistung und eine anschließend intermittierende Zufuhr der Hochfrequenz-Ausgangsleistung zur Erwärmung des Heizgutes mit abgeschwächter Heizleistung oder verringerter wirksamer Leistung Pa umfaßt, wie dies in F i g. 1(B) dargestellt ist Diese Verfahrensweise wird gewöhnlich zum Kochen von Speisen wie z. B. Suppen oder Eintopf verwendet Hierbei ist es erforderlich, anfänglich eine starke Heizleistung einzuspeisen, bis die Speisen aufkochen, und danach ein leichtes Kochen für eine gewünschte Zeitdauer aufrechtzuerhalten, d. h. eine Temperatur von ca. 95° C beizubehalten.

Bei der in Fig. 1 das-gestellten herkömmlichen Steuerung wird mit kleiner Temperaturdifferenz zwichen den beiden Temperatureinsleliungen 7s; und Ts & die zur Steuerung des Hochfrequenzoszillators verwendet werden, die Zeitdauer des Ein-Aus-Zyklus entsprechend kürzer. Eine zu stark verkürzte Zeitdauer des Ein-Aus-Zyklus führt zu einer verkürzten Lebensdauer des Hochfrequenzoszillators. Eine zu Jtark verkürzte Zeitdauer des Ein-Aus-Zyklus beeinflußt ferne- insbesondere die Lebensdauer des Hochfrequenzoszillators von Hochfrequenzöfen, bei denen der den Heizer des Hochfrequenzoszillators erregende Transformator aus Kostengründen weggelassen ist Daher müßte eigentlich die Ein-Aus-Steuerung des Hochfrequenzoszillators so kontinuierlich wie möglich ausgeführt werden.

Zur Ermittlung der Temperatur des Heizgutes wurden bereits verschiedene Temperatur-Erfassung* verfahren entwickelt Dabei beginnt jedoch bei jedem der entwickelten Temperatur-Erfassungsverfahren der Pegel des die Ist-Temperatur des Heizgutes anzeigenden Temperatursignales 7>mit einer geringen Verzögerungszeit anzusteigen, nachdem sich die Temperatur des gerade durch die Hochfrequenz-Heizleistung erwärmten Heizgutes zu erhöhen beginnt, was auf der thermischen Zeitkonstante des Temperaturfühlers beruht. Diese Tendenz ist aus einem Vergleich der F i g. I(C) und (\) unmittelbar zu ersehen.

Aufgrund des verzögerten Ansprechens des Heizgut-Temperaturfühlers ergibt sich, daß die Zeitdauer Ton. während der der Hochfrequenzoszillator eingeschaltet gehalten wird, in einem bestimmten Ausmaß verlängert wird.

Als Konsequenz ritt unter Umstanden z. B. das Problem des Überkochens von Speisen aus dem das Heizgut enthaltenden Behälter aufgrund der verlängerten Einschaltzeit Ton des Hochfrequenzoszillators auf. dessen Hochfrequenz-Ausgangsleistung von beispielsweise 600 W intermittierend auf das Heizgut einwirkt. Dieses Überkochen tritt insbesondere dann auf. wenn der Behälter durch einen Deckel abgedeckt ist. und am häufigsten beim Kochen von stärkehaltigen Nahrungsmitteln. Eine solch.; Betriebsweise, von der die Erfindung ausgeht, ist durch die DE-OS 28 55 37b bekannt.

Demgegenüber ist es Aufgabe dei Erfindung, einen Hochfrequenzofen anzugeben, bei dem ein Oberkochen des Heizgutes aus dem Behälter vermieden wird, wenn dem Heizgut nach anfänglicher Zufuhr hoher Heizleistung anschließend verminderte Heizleistung durch intermittierenden Betrieb zugeführt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruches I.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Hochfrequenzofen zeigt im wesentlichen folgenden Betriebsablauf:
Erfassen der Temperatur des Heizgutes, z. B. von Nahrungsmitteln oder Speisen,

kontinuierliche Zufuhr von Hochfrequenzleistung mit vollem Leistungspegel, um rasch die Temperatur des Heäzgutes auf einen vorgegebenen Wert zu erhöhen.
Umschalten der Hochfrequenzleistung auf einen verringerten Leistungspegel (verringerte Spitzenwert-Ausgangsleistung) bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur und

anschließendes Ein-Aus-Schalten des Hochfrequenzoszillators in Abhängigkeit vom Pegel des die Ist-Temperatur des Heizgutes anzeigenden Temperatursignal.

Bei der Erfindung tritt also kein Überkochen des Heizgutes aus dem Behälter auf, da, nachdem die Temperatur des Heizgutes die vorbestimmte Temperatur erreicht hat, der Spitzenwert der Hochfrequenz-Ausgangsleistung des Hochfrequenzoszillators verringert wird. Da weiterhin der Hochfrpquenzosziüator automatisch in Abhängigkeit von de» Ist-Temperatur des Heizgutes ein- und ausgeschaltet wrid, kann das Heizgut unabhängig von seiner Menge oder seinen Zutaten geeignet erwärmt werden. Eine unerwünschte

^2ί Zersetzung der Zutaten aufgrund zu starker Erwärmung und ein uünötiger Verbrauch an Heizleistung werden zugleich vermieden.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend beispielhaft näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 den zeitlichen Verlauf von Temperatur und Heizleistung bei einem herkömmlichen Verfahren zur Steuerung der Hochfrequenz-Ausgangsleistung eines Hochfrequenzoszillators,
F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Ausfüh-

rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Hochfrequenzofens.

Fig. 3 ein Schaltbild einer Regeleinheit für die Hochfrequenz-Ausgangsleistung, die vorzugsweise im Hochfrequenzofen von F i g. 2 verwendet wird, und

F i g. 4 den Verlauf verschiedener Spannungen und der Temperatur zur Erläuterung von F i g. 3 für die Hochfrequenz-Ausgangsleistung.

F i g. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzofens. Die zu kochenden Speisen 1 befinden sich in einem Behälier Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beispielsweise zum Erfassen der Temperatur der Speisen 1 die Abluft die von der Heizkammer 2 des Hochfrequenzofens abströmt, verwendet. Dieses Verfahren nutzt die

^w Tatsache aus. daß bei Erwärmung der Speisen 1 in der Heizkammer 2 durch die Hochfrequenz-Ausgangsleistung, die vom Hochfrequenzoszillator 3 abgegeben wird, der ein Magnetron aufweisen kann, die Temperatur 1er Luft in der Heizkammer 2 ansteigt, was sich

wiederum in einem entsprechenden Anstieg df r Temperatur der von der Heizkammer 2 nach außen abgegebenen Luft äußert. Der Hochfrequenzoszillator 3 schwingt bei Erregung durch die von einer Spannungsquelle 4 abgegebene Erregerleistung und erwärmt die

^h0 Speisen 1 auf einem Drehteller 5 in der Heizkammer 2. Ein Gebläse 6 zur Belüftung der Heizkammer 2 wird während der Heizperiode angetrieben. Durch das Gebläse 6 wird durch eine Lufteinlaßöffnung 7 des Hochfrequenzofens Außenluft angesaugt, die durch die

^h1 Lufteinlaßcrfnung 8 in die Heizkammer 2 gelang!. D^e Luft umströmt dann die Speisen 1 und gelangt schließlich durch eine Luftauslaßöffnung 9 in der Oberwand der Hei/kammer 2 mich außen. Der

Hochfrequenzofen hat eine Zugangstür 10. die keinen Durchtritt von Luft erlaubt. Die Luftauslaßöffnung 9 der Heizkammer 2 besteht z. B. aus einem Blech mit zahlreichen Perforationen und ist so ausgelegt, daß trotz des freien Luftdurchtritts keine Streuung von Hochfrequenzenergie nach außen möglich ist.

Im Weg der abströmenden Luft ist ein Temperaturfühler Il vorgesehen, der die Temperatur der gerade aus der Heizkammer 2 abgeführten Luft erfaßt; das die Ist-Temperatur der Abluft anzeigende Ausgangssignal des Temperaturfühlers 11 liegt an einer Regeleinheit 12. In der Regeleinheit 12 wird das Temperatursignal, das die durch den Temperturfühler 11 erfaßte Ablufttemperatur anzeigt, mit einem Referenzsignal verglichen, das einer vorbestimmten Ablufttemperatur entspricht. Wenn die vorbestimmte Temperatur aufgrund des Anstieges der Ablufttemperatur durch die von den Speisen 1 abgegebene Wärme erreicht ist, gibt die Regeleinheit 12 ein Schaltsignal an die Spannungsquelle 4 ab, um die Hochfrequenz-Ausgangsleistung des Hochfrequenzoszillators 3 vom vollen Leistungspegel auf den herabgesetzten Leistungspegel umzuschalten. Danach gibt die Steuereinheit 12 abhängig von der durch den Temperaturfühler 11 erfaßten AMufttemperatur ein Ein-Aus-Steuersignal zur Spannungsquelle 4 ab, um so eine Ein-Aus-Steuerung des Hochfrequenzoszillators 3 durchzuführen.

Fig.3 zeigt den inneren Aufbau eines Ausführungsbeispieles der Regeleinheit 12 zusammen mit dem Aufbau der Spannungsquelle 4 und des Hochfrequenzoszillators 3. die in F i g. 2 als Blockschaltbild dargestellt sind.

In der Schaltung von Fig. 3 ist eine Netzspannungsquelle 13 von 100 V und 50/60 Hz vorgesehen. Der Türschalter 14 und der Verriegelungsschalter 15 sind geschlossen, wenn die Zugangstür 10 geschlossen ist. nachdem die Speisen 1 in die Heizkammer 2 des Hochfrequenzofens gebracht wurden. Wenn dann ein Kochschalter 16 betätigt wird, liegt die Wechselspannung von 100 V an der Spule 17a eines Relais 17, dessen Kontakt 176 geschlossen wird. Das Relais Ί/ ist selbsthaltend, so daß der Kontakt 176 auch geschlossen bleibt, wenn der Kochschalter 16 freigegeben wird. Die Wechselspannung liegt dann folglich an der Primärwicklung des parallel zur Spule 17a des Relais 17 geschalteten Niederspannungstransformators 18. sobald der Kochschalter 16 betätigt ist. Eine Gleichrichterschaltung aus einer Diode 19 und einem Kondensator 20. die mit der Sekundärwicklung des Transformators 18 verbunden ist, erzeugt eine Gleichspannung V_n^ die als Versorgungsspannung an der Regeleinheit liegt. An der Spule 21a eines Relais 21 liegt eine Erregerspannung, wodurch der Kontakt 21 b dieses Relais 21 geschlossen wird. Folglich liegt ein Ansteuersignal am Steueranschluß eines Thyristors (Triac) 22, der ^: dadurch eingeschaltet wird. Eine Wechselspannung von ν Hegt nun an der Primärwicklung eines Hochspannungstransformators 23. Ein Spannungsvervielfacher-Halbwellengleichrichter aus Hochspannungskondensatoren 24, 25 und einem Hochspannungsgleichrichter 26, die mit den Sekundärwicklungen des Transformators 23 verbunden sind, erzeugt eine hohe Gleichspannung, die zwischen der Anode und der Kathode des Hochfrequenzoszillators 3 liegt Folglich beginnt der Hochfrequenzoszillator 3 zu schwingen und erzeugt seine ■ lOCiiirequenz-AusgangsleiSuirig, so daß die Erwärmung der Speisen 1 beginnt Dabei sind die Hochspannungskondensatoren 24 und 25 parallelgeschaltet, da der Kontakt 28/; eines Relais 28 noch geschlossen ist, weil der Kontakt 276 eines anderen Relais 27 ebenfalls noch geschlossen ist. wie weiter unten näher erläutert wird. Ein Widerstand 29 liegt in Reihe mit dem Temperaturfühler 11. der bei diesem Aiisfiihrungsbeispiel ein Thei misior ist, um die Gleichspannung Kt zu teilen. Auf diese Weise liegt ein Eingangsspannungssignal V₁. das umgekehrt proportional zur erfaßten Ist-Temperatur T) der gerade von der Heizkammer 2 abströmenden Luft und damit auch der Temperatur der gerade in der Heizkammer 2 erwärmten Nahrungsmittel 1 ist, an dem negativen Eingangsanschluß eines ersten Vergleichers 30. Die Temperatur T, der Abluft entsprechend der Temperatur der gerade erwärmten Nahrungsmittel 1 steigt in der in F i g. 4(A) dargestellten Weise an, und die zur obigen Temperatur umgekehrt proportionale Eingangssignalspannung K hat den in Fig. 4(B) gezeigten Verlauf. Andererseits liegt eine Referenzspannung V_RU die durch Teilen der Gleichspannung Ki durch die Wiederstände 31 und 32 erhalten ist und den in Fig.4(B) dargestellten Verlauf hat. am positiven Eingangsanschluß des ersten Vergleichers 30. Diese Referenzspannung K«, stellt eine vorbestimmte Temperatureinstellung dar. so daß das Erwärmen der Speisen 1 unterbrochen wird, wenn diese Temperatureinstellung erreicht ist. Der erste Vergleicher 30 vergleicht die zur erfaßten Speisentemperatur umgekehrt proportionale Spannung K mit der Referenzspannung Vr,; seine Ausgangsspannung V₀₁ liegt am negativen Eingangsanschluß eines zweiten Vergleichers 33. Diese Ausgangsspannung Km hat den in Fig. 4(C) dargestellten Verlauf.

Ein Widerstand 34 und eine Diode 35 liegen in Reihe zwischen dem Ausgangsanschluß und dem positiven ii Eingangsanschluß des ersten Vergleichers 30, so daß die Referenzspannung, aufgrund deren der Hochfrequenzoszillator 3 ein- und ausgeschaltet wird, zwei Werte V_R, und V'_R, annimmt, wie dies in Fig. 4(B) gezeigt ist. Diese beiden Referenzspannungen V_R] und ⁴⁽¹ Vr ι enden bei der Temperatureinstellung 7"₅| bzw. T₅₂ der Abluft, so daß die Hochfrequenzerzeugung während der Zeitdauer von K_ÄI eingeschaltet und während der Zeitdauer von V'_RI ausgeschaltet ist.

Die Ausgangsspannung V₀₁ des ersten Vergleichers ^J' 30 liegt am negativen Eingangsanschluß des zweiten Vergleichers 33, wie oben erläutert. Andererseits liegt eine durch Teilen der Gleichspannung Kx durch die Widerstände 36 und 37 erhaltene zweite Referenzspannung V_R2 am positiven Eingangsanschluß des zweiten '" Vergleichers 33. Diese zweite Referenzspannung Vr₂ hat den in Fig. 4(C) dargestellten Pegelverlauf. Der zweite Vergleicher 33 vergleicht die Ausgangsspannung K₀I des ersten Vergleichers 30 mit der zweiten Referenzspannung Vr ₂; seine Ausgangsspannung K₀₂ liegt an der Spule 21a des Relais 21. Diese Ausgangsspannung K₀₂ hat den in Fig.4(D) gezeigten Verlauf. Der Kontakt 21 ödes Relais 21 ist abhängig vom hohen oder niederen Pegel der Ausgangsspannung K₀₂ des zweiten Vergleichers 33 geschlossen oder geöffnet ^tn und schaltet dadurch den Triac 22 entsprechend, so daß der Hochfrequenzoszillator 3 intermittierend ein- und ausgeschaltet wird, wie dies in Fig. 4(F) dargestellt ist. Die zur erfaßten Speisentemperatur umgekehrt proportionale Spannung Kl und die erste Referenzspan-" nung K«i liegen ferner über Widerstände 38 und 39 mit jeweils hohem Widerstandswert am positiven bzw. negativen Eingangsanschluß eines dritten Vergleichers 40. Der dritte Vergleicher 40 vergleicht die Spannung Ki

mit der Spannung V«, und erzeugt eine Ausgangsspannung Κ» mit dem in Fig. 4(E) gezeigten Verlauf. Ein Kopplungsdiode 41 ist mit dem Ausgangsanschluß und dem positiven Eingangsanschluß des dritten Vergleichers 40 verbunden, so daß nach der Umkehr der Ausgangsspannung V_Oj von hohem auf niederen Pegel dieser niedere Pegel unabhängig von der Veränderung des E/V^angsspannungssignales V, beibehalten werden kann. Der Widerstandswert des Widerstandes 38 ist ausreichend größer als der Widerstandswert des Thermistors 11 gewählt, so daß sich drr Wert der Eingangsspannung V₁ unabhängig vom Ein-Aus-Zustand der Kopplungsdiode 41 nicht wesentlich verändert. Die Ausgangsspannung V₀₁ des dritten Vergleichers 40 liegt an einer Spule 27a eines Relais 27. um dessen Kontakt 27b zu schließen oder zu öffnen. Der Kontakt 286 eines Wechselstromrelais 28 ist in Abhängigkeit vom Ein-Aus-Zustand des Kontaktes 27b r4o£ Re'uis 27 "sschlosse™ oder "c^'ffriet, um dä—urch die Verbindung des zusätzlichen Hochspannungskondensators 25 mit der Hochfrequenz-Oszillatorröhre des Hochfrequenzoszillators 3 zu steuern.

Die erste Referenzspannung Vr_x ist so gewählt, daß die Beziehung Vi > Vr, vordem Beginn des Erhitzens erfüllt ist. Auf diese Weise nimmt die Ausgangsspannung Voi des ersten Vergleichers 30 ihren niederen Pegel an, und die Ausgangsspannung V₀2 des zweiten Vergleichers 33 nimmt ihren hohen Pegel an. Der Kontakt 216 des Relais 21 ist geschlossen und der Triac 22 durchgeschaltet, um die Schwingungen des Hochfrequen7 .>szillators 3 einzuschalten. Da in dieser Zeit die Beziehung V| > Vr, gilt, nimmt die Ausgangsspannung V₀₃ des dritten Vergleichers 40 ihren hohen Pegel an, wie dies in Fig.4(E) dargestellt ist. Folglich liegt der Hochspannungskondensator 25 parallel zum Hochspannungskondensator 24, und die Hochfrequenz-Ausgangsleistung des Hochfrequenzoszillators 3 ist auf ihrem vollen Leistungspegel P\ von z. B. 600 W, wie dies in Fig. 4(F)dargestellt ist.

Mit fortschreitender Erwärmung steigt die Temperatur der Speisen 1 allmählich an, und der Widerstandswert des Thermistors 11 nimmt allmählich ab, was zu einer entsprechenden Verringerung der Spannung V\ in umgekehrt proportionaler Beziehung zur erfaßten Speisentemperatur führt. Wenn die Temperatur der Speisen 1 über den Pegel der ersten vorgegebenen Temperatur Ts 1 ansteigt, wie dies in Fig.4(A) gezeigt ist, gilt die Beziehung V, < V_RI, und die Ausgangsspannung Vo3 des dritten Vergleichers 40 wird von ihrem hohen Pegel auf ihren niederen Pegel umgekehrt. Folglich ist der Hochspannungskondensator 25 von der Steuerschaltung getrennt, und die Hochfrequenz-Ausgangsleistung des Hochfrequenzoszillators 3 wird auf ihren verringerten Leistungspegel P2 von z. B. 200 W umgeschaltet, wie dies in Fig.4(F) gezeigt ist Danach wird die Ausgangsspannung V03 des dritten Vergleichers

40 durch die Mitkopplungswirkung der Kopplungsdiode

41 auf ihrem niederen Pegel gehalten, und der Hochfrequenzoszillator 3 erzeugt weiter seine verringerte Hochfrequenz-Ausgangsleistung mit dem Leistungspegel P2. Wenn weiterhin die Beziehung Vi < Vr 1 gilt, wird die Ausgangsspannung V₀| des ersten Vergleichers 30 vom niederen Pegel auf ihren hohen Pegel geändert, weshalb die Ausgangsspannung Vm des zweiten Vergleichers 33 vom hohen Pegel auf ihren niederen Pegel geändert wird. Folglich wird der durch die Spule 21a des Relais 21 fließende Strom verringert so daß der Kontakt 21 b des Relais 21 geöffnet wird, wodurch der Triac 22 ausgeschaltet wird und der Hochfrequenzoszillator 3 nicht mehr schwingt. Wenn die Hochfrequenzschwingungen aufhören und die Erwärmung unterbrochen wird, fällt die Temperatur der Speisen I allmählich ab, was eine entsprechende Verringerung der Temperatur 7> der Abluft von der Heizkammer 2 bewirkt. Mit dem Abfallen der Temperatur Tr der Abluft beginnt die zur erfaßten Ist-Temperatur der Speisen umgekehrt proportionale Spannung V₁ anzusteigen; wenn sie auf einen Pegel über V'«i anwächst, d.h.. wenn Vi > Vr, gilt, wird die Hochfrequenzerzeugung erneut eingeschaltet. Auf diese Weise wird die Hochfrequenzerzeugung unterbrochen, wenn die zur Ist-Temperatur der Speisen umgekehrt proportionale Spannung V\ auf einen Pegel unter der Referenzspannung Vp, abfällt, und erneut begonnen, wenn die Spannung V, auf einen Pegel über der Bezugsspannung Vr, ansteigt. Wie aus Fig.4(B) zu ersehen !^ct, Wlf^ Hi** Rpfprpn7cn9nmino Vn, ptwac

höher als die Referenzspannung Vr, gewählt. Diese Differenz wird durch die Wirkung der Diode 35 erzeugt, die mit dem Ausgangsanschluß des ersten Vergleichers 30 verbunden ist. Die Diode 35 ist während der Zeitdauer, in der die Ausgangsspannung Voi des ersten Vergleichers 30 auf ihrem niederen Pegel ist und der Hochfrequenzoszillator 3 schwingt, in ihrem nichtleitenden Zustand, während sie abhängig von der Umkehr der Ausgangsspannung Voi des ersten Vergleichers 30 von niederem auf hohen Pegel leitet, so daß der Pegel der am positiven Eingangsanschluß des ersten Vergleichers 30 liegenden Referenzspannung etwas von Vr , auf Vr , erhöht ist. Daher ist die vorgegebene Temperatur Γ52 der Abluft, bei der die Hochfrequenzerzeugung erneut beginnt, auch etwas niederer als die vorgegebene Temperatur Γ51, bei der die Hochfrequenzerzeugung unterbrochen wird, wie aus F i g. 4(A) zu ersehen ist. Auf diese Weise bew irkt die Diode 35 eine Hysterese in der Wirkung der Ablufttemperatur Tf, um zu verhindern, daß der Hochfrequenzoszillator 3 aufgrund der Schwankungen der Ablufttemperatur Tf entsprechend der Speisentemperatur ständig ein- und ausgeschaltet wird, wodurch ein nachteiliger Einfluß auf die Lebensdauer des Hochfrequenzoszillators 3 vermieden wird.

Die Steuerung der Hochfrequenz-Erwärmung durch den erfindungsgemäßen Hochfrequenzofen umfaßt also folgende Schritte:

Erfassen der Temperatur der gerade von der Heizkammer 2 abströmenden Luft mit dem Thermistor 11, um indirekt die Temperatur der Speisen 1 in der Heizkammer 2 zu erfassen.

Trennen des Hochspannungskondensators 25 von der Steuerschaltung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des dritten Vergleichers 40, um dadurch die Hochfrequenz-Ausgangsleistung des Hochfrequenzsoszillators 3 auf ihren verringerten Leistungspegel umzuschalten, wenn die vorgegebene Temperatur erreicht ist, und
anschließendes Steuern des Ein-Aus-Zustandes des Triacs 22 in Abhängigkeit von der Temperatur der Abluft, um dadurch die Hochfrequenzerzeugung intermittierend ein- und auszuschalten, wodurch die Temperatur der gerade in der Heizkammer 2 erwärmten Speisen 1 im wesentlichen konstantgehalten wird.

Wenn z. B. eine Suppe gekocht wird, wirkt bei vollem Leistungspegel P1 der Hochfrequenz-Ausgangsleistung von z. B. 600 W anfänglich eine starke Hitze ein, bis die Suppe aufkocht; danach wird die Hochfrequenz-Ausgangsleistung auf ihren verringerten Leistungspegel P2

von ζ. B. 200 W geschallet, die intermittierend zugeführt wird, um die Speisen mit der verringerten Heizleistung zu erwärmen, d.h. mit der in Fig.4(F) gezeigten effektiven Heizleistung Pa. Diese Art des Kochens ist vorteilhaft, da hierbei trotz einer verlängerten Zeitdauer Tom während der die Hochfrequenz-Ausgangsleistung mit verringertem Leistungspegel zugeführt wird, wie dies in Fig. ^(F) gezeigt ist, kein Überkochen der Speisen aus dem behälter auftritt. Dies beruht darauf, daß der Spitzenwert ρ 2 der Hochfrequenz-Ausgangsleistung in einer derartigen Heizstufe lediglich 200 W beträgt. Versuche haben bestätigt, daB im wesentlichen kein Überkochen von Speisen auftritt, wenn der Spitzenwert P2 der Hochfrequenz-Ausgangsleistung während des Erhitzens mit der verringerten Heizleistung kleiner als wenigstens 250 W ist. Ein ausreichender Gareffekt wird erzielt, wenn der Spitzenwert P2 der Hochfrequenz-Ausgangsleistung während des Erwärmens mit der verringerten Heizleistung höher als wenigstens 150W ist. Es ist daher vorteilhaft, den Spitzenwert P2 der verringerten Hochfrequenz-Ausgangsleistung zwischen 150 und 250 W zu wählen. Entsprechend dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Hochfrequenz-Ausgangsleistung automatisch in Abhängigkeit von der Temperatur 7> der Abluft entsprechend der Temperatur der gerade erwärmten Speisen gesteuert. Deshalb wird die hierzu genau erforderliche Energiemenge ohne jeden unnötigen Wärmeenergieverbrauch eingespeist, wobei zugleich die Möglichkeit einer zu starken Erwärmung, die zu einer Zersetzung der Speisen führen kann, sowie auch die Möglichkeit einer unzureichenden Erwärmung vermieden werden.

Bei dem anhand der Fig.3 und 4 erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Temperatur 7> der von der Heizkammer 2 abströmenden Luft erfaßt, um ein Temperatursignal zu erhalten, das die Temperatur der erwärmten Speisen anzeigt. Erfin-

dungsgemäß können jedoch auch verschiedene andere Verfahren wirksam, eingesetzt werden. Hierzu gehören z. B. das Verfahren, bei dem ein hochfrequenzmäßig abgeschirmter Temperaturfühler in Berührung mit den Speisen gebracht oder in sie eingeführt wird, das Verfahren, bei dem direkt die Temperatur der Luft in der Heizkammer erfaßt wird, das Verfahren, bei dem die Änderung der Feuchtigkeit der die Speisen umgebenden Luft aufgrund des von ihnen freigesetzten Dampfes erfaßt wird, und das Verfahren, bei dem die von den Speisen emittierte Infrarot-Strahlung erfaßt wird.

Beim obenerläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung wirken die Bauelemente einschließlich des dritten Vergleichers 40 als eine Hinrichtung, die nach Bedarf einen der Hochspannungskondensatoren mit dem Hochfrequenzoszillator 3 verbindet, um dadurch dessen Hochfrequenz-Ausgangsleistung zwischen den beiden Pegeln umzuschalten. Die Hochfrequenz-Ausgangsleistung kann jedoch auch durch ein Verfahren umgeschaltet werden, bei dem z. B. das Windungsverhältnis zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators 23 durch eine geeignete Einrichtung umgeschaltet wird.

Beim obenerläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zwei verschiedene Pegel Ts\ und Ts2 als vorgegebene Temperaturen für das die Ist-Temperatur des Heizgutes anzeigende Temperatursignal 7>verwendet, um den Hochfrequenzoszillator abhängig vom Pegel des Temperatursignals 7> bezüglich dieser •Temperatureinstellungen ein- und auszuschalten. JedocH ^l-ann die Zeitkonstante der Regeleinheit ausreichend groß gewählt werden, um die Ansprechverzögerung zu vergrößern. In einem derartigen Fall kann eine einzige Temperatureinstellung für die Ein-Aus-Steuerung des Hochfrequenzoszillators ausreichend sein. Diese Anordnung ist ebenso wirksam wie das obenerläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Hochfrequenzofen mit

- einer Heizkammer zur Aufnahme von Heizgut, s

- einem Hochfrequenzgenera'or zur Einspeisung von riochfrequenzleistung in die Heizkammer,

- einem Temperaturfühler, der die Temperatur des Heizgutes in der Heizkammer erfaßt, und

• einer auf das Signal des Temperaturfühlers ι ο ansprechenden Regeleinheit für den Hochfrequenzgenerator mit einer Einrichtung, die den Hochfrequenzgenerator entsprechend dem Ausgangssignal des Temperaturfühlers intermittierend betreibt, wenn das Ausgangssignal is des Temperaturfühlers einen ersten vorgegebenen Wert erreicht hat.

mittel (38, 39) parallelgeschaltet ist und nach Erreichen der ersten vorgegebenen Spannung die Verringerung der Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators (3) (über Relais (27) und (28)) bewirkt und den dabei erreichten Schaltzustand über eine Kopplung (KoppIungEdiode 41) beibehält.