DE60121548T2

DE60121548T2 - Gasherd

Info

Publication number: DE60121548T2
Application number: DE60121548T
Authority: DE
Inventors: Nicola Bedetti; Ermanno Buzzi; Alessandra Gagliardi; Gianpiero Santacatterina; Daniele Turetta
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2021-05-15
Also published as: EP1258683B1; ES2267628T3; DE60121548D1; US6663009B1; EP1258683A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Herd, der einen Gasbrenner zum Erhitzen von Lebensmittelmaterial in einem Behälter, Temperatur-Detektionselement zum Detektieren der Temperatur der Bodenfläche des Behälters und zum Ausgeben eines Temperatursignals, sowie einen Hitze-Steuerungsschaltkreis zum Steuern der Menge an vom Gasbrenner ausgegebener Hitze basierend auf dem Temperatursignal umfasst.
Mit dem Begriff „Herd" werden sämtliche Kochgeräte gemeint, die einen Gasbrenner zum Erhitzen/Kochen von Lebensmittelmaterial verwenden, inklusive Herdplatten, -bereiche und Kochfelder.
Die oben angegebene Art von Herden erfordert nicht die Präsenz eines Anwenders, so dass dieser nicht kontinuierlich den Kochprozess überprüfen und steuern muss. Verschiedene Funktionen des Herdprozesses, beispielsweise die Detektion des Kochprozesses, die Steuerung des Kochprozesses, die Steuerung des Siedens usw. können automatisch in einem Gasherd durch Messen der Bodentemperatur des Behälters oder der Pfanne durchgeführt werden.
Während des Erhitzens und des Kochprozesses einer Flüssigkeit (Wasser) in einer Pfanne variiert der Wärmegehalt der Flüssigkeit selbst sowie des Topfs in der Folge einiger physikalischer Gesetze, die hauptsächlich von den folgenden Parametern abhängen: Flüssigkeits-Menge und -Typ, Wärmezufuhr, Raumbedingungen (Temperatur und Druck), Pfannentyp.
Ein Verfahren zur Überwachung des Wärmegehalts des Lebensmittels ist, die Temperatur der Pfanne zu messen. Tatsächlich hängt der Temperaturgradient streng vom Flüssigkeits-Gehalt in dem größten Teil des Aufheizprozesses ab, während die absolute Temperatur des Pfannenbodens/der Pfannenseiten von der thermischen Leitfähigkeit des Pfannenmaterials und der Wärmezufuhr abhängt.
Darüber hinaus erreichen dann, wenn das Wasser beginnt vollständig zu kochen, sowohl die Flüssigkeit als auch die Pfanne einen konstanten Temperaturwert.
Infolgedessen kann der Kochprozess durch einfaches Messen des Pfannen-Temperaturgradienten als Ausgangsleistung einer bekannten Wärmezufuhr (Brennerleistung) überwacht werden. Die EP-A-690659 offenbart die Detektion der Pfannenseitenwand-Temperatur mittels eines Infrarot-Sensors, der auf einem elektrischen Kochfeld platziert ist. Dieser Sensor kann es dem Anwender ermöglichen, den gewünschten Lebensmittel-Temperaturbereich auszuwählen und diesen während des Kochprozesses beizubehalten. Diese Lösung weist den Nachteil auf, dass ein spezieller Topf mit einer Materialbeschichtung mit bekanntem Emissionsvermögen verwendet werden muss. Darüber hinaus könnte bei einem Gas-Herdfeld der Effekt eines Überlappens des Abgases über die Pfannenwände hinweg einen schwerwiegenden Rauschfaktor darstellen.
Die WO-A-97/19394 offenbart eine Koch-Detektions- sowie Steuerungsvorrichtung, die auf der thermo-dynamischen Reaktion auf eine modulierte Wärmezufuhr basiert. Diese Lösung bezieht die Verwendung einer elektronischen Vorrichtung ein, um die Energiezufuhr zu modulieren (d.h. ein elektronisches Gasventil). Darüber hinaus ist die mittlere Wärmezufuhr während des Aufheiz-Prozesses geringer als die maximal erreichbare, was zu einer Verlängerung der Kochzeit führt.
Die US-A-5,310,110 offenbart eine Koch-Detekions- und Steuerungsvorrichtung, die auf der Bewertung der Pfannenboden-Temperatur basiert. Eine Bestimmung der Lebensmittelmenge und des Typs wird durch Bewertung der Temperaturvariation während des letzten Teils des Aufheizprozesses nahe dem beginnenden Kochen durchgeführt. Diese Phase hängt stark davon ab, wie sich Blasen an der Grenzfläche von Wasser und Pfanne bilden, so dass der Prozess von einer Vielzahl unsteuerbarer Parameter abhängt (d.h. Benetzbarkeit der Pfannenoberfläche, Kalklast im Wasser usw.). Darüber hinaus basieren Mittel zur Verhinderung von Anbrennen auf vorab eingestellten empirischen Daten.
Die US-A-4,646,963 offenbart eine Koch-Detektions- und Steuerungsvorrichtung, die auf der Bewertung der Pfannenboden-Temperatur basiert. Der Sensor ist im Brennertopf mit seiner Achse versetzt in Bezug auf die Gasdüse angeordnet. Eine Feder sowie die Auswahl des Materials gewährleisten einen guten mechanischen und thermischen Kontakt zwischen der Pfanne und dem Temperatursensor. Diese Lösung weist den Nachteil auf, dass der Gasbrenner nicht ein Standardtyp sein kann, tatsächlich erfordert diese Lösung einen speziellen Gasbrenner mit einem Loch, um die Präsenz des Temperatursensors zu ermöglichen, und dies bedeutet, dass dieser Typ von Gasbrenner teuer ist. Ein zusätzlicher negativer Punkt bezieht sich auf die Tatsache, dass mit dem im Brenner selbst angeordneten Temperatursensor die gemessene Temperatur stark von der Flamme und von der hohen Betriebstemperatur des Brennertopfs beeinflusst wird.
Die GB-A-969096 offenbart eine thermostatische Steuerung für ein Gasherd-Gerät, bei dem eine Wärmeabschirmung dazu bereitgestellt wird, die vom Brenner ausgestrahlte und abgeleitete Wärme zu begrenzen. Die EP-A-469312 offenbart einen Temperatursensor für eine Heizvorrichtung so wie einen tragbaren Kochherd oder ein Gasfeld.
Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Herd des oben erwähnten Typs zur Verfügung zu stellen, der nicht die oben genannten Nachteile aufweist und der einfach und ökonomisch ausgestaltet ist.
Ein Herd in Übereinstimmung mit den beiliegenden Ansprüchen überwindet diese Nachteile. Das Temperatur-Detektionselement ist eine Sensorvorrichtung, die den thermischen Status des Kessels mittels einer Berührungsmessung überwachen kann und die in einer Zone des Herds um den Brenner herum platziert ist und die des Weiteren von der Beeinflussung durch die Brennerflamme abgeschirmt ist. Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ist, jede Beeinflussung der Temperatursensorvorrichtung, die durch die Brennerflamme bewirkt wird, zu verhindern, wobei dieser Einfluss hauptsächlich aufgrund von Strahlung und Konvektion besteht.
Gemäß der Erfindung ist der Temperatursensor innerhalb eines Sitzes in den Gittern der Herdoberseite platziert, die einen „integralen" Typ darstellen, d.h. dass sie durch die Herdoberseite selbst ausgebildet sind. Sie können durch Pressen des Metallblechs beim Ausbilden der Oberfläche der Herdoberseite erhalten werden. Das Herdoberseiten-Material kann Glas oder Edelstahl oder jedes andere Material sein, das für einen hohen Temperaturbereich und für die erforderlichen strukturellen Spezifikationen geeignet ist.
Der Temperatursensor kann jede Vorrichtung sein, die auf einen Pfannen-Wärmestatus reagiert: d.h. ein Thermistor oder ein Thermoelement oder ein Thermoelement in einem „offenen Aufbau". Das Letztere ist ein Thermoelement, dessen zwei Drähte getrennt voneinander in Kontakt mit dem Pfannenboden stehen: das Signal ist hierdurch proportional zum Spannungsabfall über die zwei Drähte und das Pfannen-Metallmaterial, die sämtlich einen elektrischen Schaltkreis ausbilden. Dies erlaubt leicht die Verwendung des Sensors sowohl für die Überwachung des thermischen Status als auch für die Pfannen-Detektion. Wenn der Sensor in einem Bereich platziert ist, der direkt entweder durch das Herdoberplatten- Material oder den Pfannenboden erwärmt wird, muss der Sensor auf eine solche Weise ausgestaltet sein, dass er thermisch von der Herd-Oberplatte isoliert ist. Die Gasflamme erhitzt die Herdoberplatten-Struktur: deren Temperatur-Variation folgt einem Anstieg abhängig von der Leitfähigkeit des Kochfeldmaterials und vom konvektiven Wärmeaustausch mit der Luft. Somit ist sie nahezu unabhängig vom Aufheizprozess des Lebensmittels innerhalb der Pfanne. Präzise ausgedrückt wird die Oberseite der Gitter sowohl durch die Herdoberplatte selbst als auch durch die Pfanne beeinflusst, deren Wärme-Historie folgt jedoch gefiltert der Variation der Pfannentemperatur, d.h. durch Wegbewegen der Pfanne von der Herdoberseite sinkt die Temperatur der Gitter ab, jedoch mit einer Zeitverzögerung und in einem unvorhersagbaren Maß.
Der Abgas-Effekt erzeugt eine hohe Störanfälligkeit im Temperatursignal. Die integralen Gitter selbst schützen und schirmen den Sensor durch Ableiten der Ströme von heißer Luft und durch Abschirmen der Strahlung vom Brenner ab.
Vorzugsweise werden einige Anschlüsse des Brenners, die dem Temperatursensor gegenüberliegen, verdeckt. Dies kann leicht durch Bereitstellen eines Sektors der Flammen-Spreizeinheit des Brenners ohne jeden Durchgang für die Mischung an Primär-Luft/Gas erfolgen. Das Verdecken minimiert den Temperatureffekt, der durch die Flamme oder die Abgase über dem Temperatursensor erzeugt wird.
Auch wenn Tests, die vom Anmelder durchgeführt wurden, ergaben, dass der Abschirmeffekt des integralen Gitters schon dazu ausreicht, ein zuverlässiges Temperatursignal für den Hitze-Steuerungsschaltkreis zu gewährleisten, beabsichtigt die vorliegende Erfindung, auch eine Kombination aus einem integralen Abschirmgitter und einem gedrosselten Sektor der Flammenspreizeinheit des Brenners abzudecken.
Die Erfindung wird in jedem Fall mittels der nachfolgenden ergänzenden Beschreibung sowie der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, wobei dieser Zusatz und die Zeichnungen selbstverständlich nur im Wege eines darstellenden und nicht beschränkenden Beispiels angegeben sind.
In den Figuren ist:
1 eine perspektivische schematische Ansicht einer Herdoberplatte gemäß der Erfindung,
2 eine Querschnittsansicht (in vergrößertem Maßstab) eines Details aus 1,
3 eine Querschnittsansicht ähnlich zu 2, jedoch gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
4 eine Ansicht von oben auf einen Gasbrenner, in dem ein integrales Gitter aus den 1 und 3 verwendet wird,
5 eine Ansicht von oben auf einen Herd gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, bei dem eine Flammenspreizeinheit in einer Zone vor dem Temperatursensor abgeschirmt ist,
6 eine Ansicht von oben ähnlich zu 5, in der sowohl die Ausführungsformen der 4 als auch 5 miteinander kombiniert sind,
7 ein Blockdiagramm, das zeigt, wie der Hitze-Steuerungsschaltkreis arbeitet,
8 ein Statusdiagramm, das das hybride Steuerungsverhalten und deren Unterfunktions-Zustände zeigt, und
die 9 und 10 Diagramme, die die Temperaturprofile entweder des Behälters oder des darin enthaltenen Wassers während eines typischen Aufheiz-/Koch-Prozesses zeigen.
In 1 wird ein Herdoberplatte 10 gezeigt, die Gasbrenner 12 aufweist, die jeweils von einem Gitter 14, das integral mit der Arbeitsoberfläche ausgestaltet ist, umgeben sind. Vier Ausbuchtungen 14a, die aus der flachen Oberfläche A der Herdoberplatte 10 hervorstehen, bilden jeweils ein Gitter aus.
In 2 wird ein Temperatursensor 16 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Sensor weist einen Temperatur-Abtastsensor 16a, eine Schutz-Abschirmung 16b gegen den thermischen Effekt der Herdoberplatte und Schmutz (d.h. Fett) eine elastische Dichtung 16c, um den Kontakt zwischen dem Sensor und dem Pfannenboden zu gewährleisten, sowie einen Kragen 16d zur Fixierung des Sensors an dem Gitter 14a auf.
Der Temperatur-Abtastsensor 16a wird in den inneren Teil der Vorrichtung eingesetzt. Dessen oberer Teil ist eine flache scheibenförmige Oberfläche, die aus einem hochleitfähigen Material gefertigt ist. Die Dimensionen dieser Scheibe sind recht groß, um einen guten Kontakt mit der Pfanne zu gewährleisten (Durchmesser der Scheibe), jedoch zur gleichen Zeit ausreichend klein, um jeden thermischen Fehler aufgrund der Masse der Scheibe selbst zu verhindern.
Die Scheibe steht im thermischen/elektrischen Kontakt mit dem Temperatursensor (d.h. dem Standard-Thermoelement oder dem offenen Thermoelement oder dem Thermistor oder jedem anderen thermischen Statorsensor).
Die Scheibe ist mit einem Zylinder 16b verbunden, der aus einem Material mit geringer Leitfähigkeit erzeugt wurde. Die Verbindung kann durch Schweißen oder Ankleben oder eine mechanische Verbindung bewirkt werden.
Der Luftspalt zwischen zwei Teilen schützt den Sensor von der Aufheizung durch das Gitter 14 und durch die Arbeitsplatte A der Herdoberplatte.
Die Verbindung des schützenden Zylinders 16b mit dem Gitter 14a wird vorzugsweise mittels einer elastischen Dichtung 16c hergestellt. Diese Lösung bietet zwei Vorteile:

– sie schottet die Vorrichtung gegen Schmutz und Hitze ab;
– sie ermöglicht eine flexible Abstützung mit dem Sensor, um einen guten thermischen Kontakt mit dem Pfannenboden herzustellen.

Die Dichtung 16c weist eine besondere Form auf, um den Spalt zwischen dem Zylinder 16b und dem Gitter 14a vollständig abzudichten, um sicher am Gitter fixiert zu sein und den Temperatursensor abzustützen. Die Scheibe des Sensors wird oberhalb der Höhe des Gitters so platziert, dass sie immer in Kontakt mit der Pfanne steht. Aufgrund der elastischen Eigenschaften der Dichtung 16c reicht das Gewicht der Pfanne aus, um die Dichtung selbst so zu drücken, dass der Pfannenboden die obere Oberfläche der Gitter vollständig berührt und somit bestehen eine Probleme hinsichtlich einer Pfannen-Instabilität.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform (3) ist der Temperatursensor 20 gleitbar in einem isolierenden röhrenförmigen Körper 22 derart befestigt, dass dessen oberes Ende 20a von einer Öffnung 24, die im oberen Abschnitt der Auswölbung 14a vorgesehen ist, hervorsteht. Das obere Ende 20a wird durch eine Feder 26, die im Arbeitszustand des Herds das Ende 20a gegen den Boden einer Pfanne beaufschlagt, in einer solchen Position beibehalten. Der röhrenförmige isolierende Körper 22 steht koaxial mit der Auswölbung 14a, so dass dazwischen ein Hohlraum definiert ist. Dieser Hohlraum erhöht den thermischen Isolationseffekt des röhrenförmigen Körpers 22. In dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, die Auswölbung 14a mit einem von der Arbeitsoberfläche der Herdoberplatte 10 entfernbaren Temperatursensor vorzusehen. In diesem Fall kann die entfernbare Auswölbung 14a auf der Herdoberplatte befestigt werden. Selbstverständlich kann die Auswölbung 14a auf der Herdoberplatte fixiert werden, d.h. durch Verschweißen oder Ankleben oder eine mechanische Verbindung.
In den 5 und 6 wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, in der der Brenner eine Flammspreizeinheit 30 aufweist, die teilweise in deren Sektor 30a verdeckt ist. In diesen Figuren werden die Brennerflammen schematisch mit Bezugszeichen F angezeigt. Gemäß der in 5 gezeigten technischen Lösung stellt die Herdoberplatte für jeden Brenner nur eine Auswölbung 14 bereit, die zum Zwecke des Einhausens des Temperatursensors verwendet wird. Zum Abstützen der Pfannen wird ein übliches entfernbares Gitter G verwendet. Die Auswölbung 14 gemäß der 5 und 6, d.h. die thermisch abgeschirmte Auswölbung, die den Temperatursensor enthält, wird im Wesentlichen vor dem Sektor 30a der Flammspreizeinheit 30 platziert. In 6 wird ein „integrales" Gitter in Kombination mit der teilweise verdeckten Flammspreizeinheit 30 verwendet. Diese Lösung gewährleistet den besten Abschirmeffekt und die zuverlässigste Temperatur-Detektion.
Im Folgenden wird beschrieben, wie der Hitze-Steuerungsschaltkreis gemäß der Erfindung arbeitet.
Während des Aufheizprozesses einer Pfanne, die voll Wasser ist, bei einer konstanten Rate der Energiezufuhr, liegen vier Phasen vor (siehe hierzu die 9 bis 10):

– Aufheizen des Pfannenbodens
– Aufheizen des Lebensmittel-Inhalts
– unterhalb des Siedepunkts
– vollständiges Kochen

Das Aufheizen des Pfannenbodens (Phase 1 in 10) ist eine sehr kurze Phase (von einigen Sekunden bis zu einigen Minuten), bei der der Großteil der durch die Flamme zugeführten Wärme bewirkt, den Wärmegehalt der Pfanne zu variieren. Die Wasserenthalpie und somit dessen Temperatur variiert nicht. Der Temperaturanstieg ist sehr schnell und hängt von den physikalischen Eigenschaften des Pfannenmaterials (Wärmeleitfähigkeit, spezifische Wärme) und vom Wärmestrom von der Gasflamme ab.
Unter der Annahme einer guten Wärmeleitfähigkeit, wie sie bei den meisten marktüblichen Kesseln vorliegt, variiert die durchschnittliche Temperatur des Pfannenbodens wie folgt: GradTpan = Qflame/(Cp·ρ·V)pan wobei T_pan die Temperatur des Pfannenbodens, C_{p, pan} die spezifische Wärme der Pfanne, ρ_pan die Pfannendichte, V_pan das Volumen des Pfannenbodens und Q_flame die Energie der Brennerhitze ist.
Im nachfolgenden Schritt (Aufheizen des Lebensmittelinhalts) liegt ein Wärmestrom von der Pfanne zum Wasser hin vor (Phase 2 in den 9 und 10). Unter der Annahme einer guten Wärmeleitfähigkeit für den Wasserinhalt (dies kann als wahr angenommen werden, da ein kleiner Temperaturgradient dazu ausreicht, konvektive Ströme zu bewirken, die die Wasserschichten mit unterschiedlicher Temperatur vermischt) variiert die durchschnittliche Temperatur des Pfannenbodens wie folgt: GradTwater = Qpan/(Cp·ρ·V)water wobei: T_water die durchschnittliche Temperatur des Wassers, C_p,
water, die spezifische Wärme des Wassers, ρ_water die Wasserdichte, V_water das Volumen des Wassers und Q_pan die Wärmeenergie von der Pfanne zum Wasser sind.
Währenddessen gilt für die Pfannenbodentemperatur, gemessen an der Grenzfläche in Kontakt mit den Gittern: Tpan = Twater + (Qflame – Qpan)·(L/Kpan·A))wobei: L_pan die Dicke des Pfannenbodens, A_pan der Pfannenbodenbereich, K_pan die Wärmeleitfähigkeit des Pfannenbodens ist.
Somit variiert die Temperatur des Wassers und des Pfannenbodens bei gleicher Rate.
Der Temperaturgradient hängt hauptsächlich von der Eigenschaft des Wassers (Masse und spezifische Wärme) sowie vom Wärmestrom von der Gasflamme ab.
In der Phase unterhalb des Siedepunkts (Phase 3 in 9) werden die Kochbedingungen an der Grenzfläche Wasser-Pfannenboden erreicht: Dies bedeutet, dass bei konstanten Druckbedingungen (was in einem Kessel ohne „Druckdeckel" vorliegt) die Temperatur konstant bleibt.
Oft wird dieser Schritt durch das Wachstum von Dampfblasen an der Pfannenboden-Fläche identifiziert. Die Keimbildungsorte sind solche mit einigen Unebenheiten in der flachen Pfannenfläche (d.h. Kalkablagerungen oder Riefen). Da der Keimbildungsprozess grundsätzlich von der Pfannen-Benetzbarkeit abhängt, kann das Blasenwachstum auch bei niedriger Temperatur beginnen (d.h. bei einer Teflon-Pfanne). Die Temperaturen des Wassers und der Pfanne können auf unterschiedliche Weise hauptsächlich abhängig von den Eigenschaften der Pfannenoberfläche variieren.
In der Phase des vollständigen Kochens (Phase 4 in 9) beginnt das gesamte Wasser zu kochen: Bei konstanter Druckbedingung (wie dies einem Kessel ohne „Druckdeckel" vorliegt) bleibt die Wassertemperatur konstant.
In den meisten Fällen erreichen die Dampfblasen die freie Wasser-Grenzfläche (Luft-Wasser), wo sie kollabieren und ein Geräusch erzeugen. In einigen Fällen ist die Wärmestromrate nicht ausreichend, um ein solches sichtbares und akustisches Phänomen zu erzeugen (dies kann bei der Aufheizung einer großen Menge an Wasser bei niedriger Brennerenergie geschehen).
In jedem Fall bleiben die Temperaturen sowohl des Wassers als auch der Pfanne konstant.
Der Hitze-Steuerungsschaltkreis arbeitet gemäß einem Steuerungsalgorithmus, der in Einklang mit den oben gegebenen physikalischen Phänomenen steht.
Das Ziel des Steuerungsalgorithmus ist hauptsächlich, den korrekten Energiestrom zu bestimmen, um eine ausgewählte Funktion durch Überwachung der Temperatur durchzuführen. Der Energiestrom kann unter Verwendung eines Energiereglers oder eines Regulierungsventils (7) verändert werden. Basierend auf einer definierten Abtastzeit bewirkt der Steuerungsschaltkreis die Temperaturmessung. Diese Information wird nach einer digitalen Filterphase zu einer hybriden digitalen Steuerung übermittelt. Das hybride Steuerungsverhalten folgt den Unterfunktions-Zuständen, wie sie in 8 im formalen Zustands-Diagramm beschrieben sind. Ein erster Schritt, der als „Kochzeit-Vorhersagephase" bezeichnet wird, beginnt direkt nach dem Anschalten des Brenners (in Phase 1 oben), und während der nächsten wenigen Sekunden schätzt der Steuerungsschaltkreis die Wassermenge im Topf ab und schätzt unter Verwendung dieser Informationen und der Anfangstemperatur die zu erreichen der Kochphase notwendige Zeit ab. Diese Information wird an die Schnittstelle zum Anwender ausgegeben.
In einer zweien Phase, die als „Kochdetektionsphase" definiert ist, wird das Kochen sofort durch Überwachen des Trends des Pfannenboden-Temperatursensors detektiert, wobei schließlich das Vorliegen/die Abwesenheit einer Abdeckung und das Einstellen der Vorhersage während der ansteigenden Temperatur kompensiert wird. Der Kochdetektionspunkt wird nun bestätigt und/oder durch Messung der Pfannenboden-Temperatur und des daraus abgeleiteten Werts eingestellt.
In einer dritten Phase, die als „Kochsteuerungsphase" definiert ist, ist die Temperaturvariations-Rückmeldung vernachlässigbar, was bedeutet, dass eine reine Temperatursteuerung zur Aufrechterhaltung einer „sichtbaren" Kochphase schwierig sein kann. Unter Verwendung der vorab abgeschätzten Wassermenge und der Abschätzung der Systemeffizienz bewertet der Steuerungsschaltkreis die erforderliche Energie, um die Wassertemperatur und den Kochprozess gemäß Anwender-Wunsch aufrecht zu erhalten. Das Verhalten als geschlossener Regelkreis basiert in jedem Fall auf der Steuerung der Pfannenboden-Temperaturform um die Doppelphasen-(flüssig-dampfförmig)Bedingung herum.
Wenn die Wassermenge in der Pfanne auf Null reduziert ist, kann eine vierte Phase vorliegen, die „Trockenkochphase" genannt wird: Durch Überwachen der Temperaturform und des Anstiegverhältnisses sagt der Steuerungskreislauf die Abwesenheit von Wasser voraus.
Durch Überwachen der Pfannenbodentemperaturvariation während einer reduzierten Zeitdauer (wenige Sekunden) ist der Steuerungsschaltkreis in der Lage, das Vorliegen/die Abwesenheit der Pfanne zu detektieren.

Claims

Herd (10), umfassend einen Gasbrenner (12) zum Erhitzen von Lebensmittelmaterial in einem Behälter, Temperatur-Detektionselemente (16, 20) zum Detektieren der Temperatur der Bodenfläche des Behälters und zum Ausgeben eines Temperatursignals, einen Hitze-Steuerungsschaltkreis zum Steuern der Menge an von dem Gasbrenner (12) ausgegebener Hitze basierend auf dem Temperatursignal, wobei die Temperatur-Detektionselemente (16, 16a, 20, 20a) in einer Zone des Herds um den Brenner platziert sind und Abschirmelemente (16b, 22, 30a) bereitgestellt sind, um den Einfluss der Brennerflamme (F) auf die Temperatur-Detektionselemente (16, 16a, 20, 20a) zu reduzieren, dadurch gekennzeichnet, dass der Herd ein Gitter (14) umfasst, das integral mit der Arbeitsplatte (A) des Herds (10) ausgestaltet ist und das Ausbuchtungen (14a) umfasst, die von der Arbeitsplatte aus hervorstehen, wobei die Temperatur-Detektionselemente (16a, 20a) in einer der Ausbuchtungen (14a) platziert sind und die Wand der Ausbuchtung das Abschirmelement definiert.
Herd gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur-Detektionselemente einen Temperatursensor umfassen, der einen oberen scheibenförmigen Abschnitt (16) umfasst, der dazu angepasst ist, in Kontakt mit dem Behälter gebracht zu werden, wobei ein derartiger Abschnitt und der verbleibende Abschnitt des Temperatursensors in einem isolierenden röhrenförmigen Körper (16b), der im Wesentlichen koaxial mit der Ausbuchtung (14a) steht, enthalten sind.
Herd gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur-Detektionselemente einen Temperatursensor (20a) umfassen, der von der Oberseite der Ausbuchtung (14a) hervorsteht und der so angepasst ist, dass er elastisch gegen den Boden des Behälters vorgespannt ist, wobei ein solcher Sensor gleitbar in einem isolierenden röhrenförmigen Körper (22), der im Wesentlichen koaxial mit der Ausbuchtung (14a) derart angeordnet ist, dass ein isolierender Hohlraum zwischen der Ausbuchtungswand und einem solchen röhrenförmigen Körper (22) definiert ist, enthalten ist.
Herd gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement des Weiteren einen Sektor (30a) einer Spreizeinheit (30) für eine runde Flamme des Brenners (12) umfasst, in dem die Flammen (F) vermieden werden, wobei ein derartiger Sektor (30a) im Wesentlichen vor den Temperatur-Detektionselementen (16, 16a, 20, 20a) steht.
Herd gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hitze-Steuerungsschaltkreis in der Lage ist, den Temperaturgradienten in einer ersten Heizphase zu detektieren, wobei der Heiz-Steuerungsschaltkreis in der Lage ist, aus diesem Temperaturgradienten die zum Erreichen des Kochens erforderliche Zeit basierend auf einer abgeschätzten Menge an Lebensmittelmaterial abzuschätzen, und den abgeschätzten Zeitwert für eine zuverlässigere Steuerung des Heiz-/Koch-Prozesses zu verwenden.
Herd gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heiz-Steuerungsschaltkreis in der Lage ist, die abgeschätzte Lebensmittelmaterial-Menge zum Bewerten der zum Beibehalten der Kochbedingung erforderlichen Energie ohne jede Energieverschwendung zu verwenden.
Herd gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heiz-Steuerungsschaltkreis in der Lage ist, das Vorliegen/die Abwesenheit des Behälters durch Überwachen der Temperaturveränderung des Bodens des Behälters für eine vorbestimmte Zeitdauer zu detektieren.