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Anwendungsgebiet und Stand
der Technik
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Die
Erfindung betrifft einen Backofen mit einer Backofenmuffel und einer
Beheizung bzw. einem Grillkörper
in der Backofenmuffel sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen
Backofens.
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Es
ist bekannt, dass beim Betrieb eines Backofens bei Grill-Betriebsart
häufig
das Problem auftritt, dass der Grillheizkörper temperaturbedingt sehr
oft taktet, weil eine maximale Backofentemperatur von etwa 320°C nicht überschritten
werden sollte bzw. darf. Dieses Takten kann zu Qualitätseinbußen des
Grillgutes führen,
insbesondere deswegen, weil für
ein gutes Grillergebnis die Wärmestrahlung
bzw. deren Einwirkungsdauer neben der Temperatur in der Backofenmuffel
sehr wichtig ist.
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Aufgabe und Lösung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Backofen
sowie ein eingangs genanntes Betriebsverfahren dafür zu schaffen,
mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden wer den können und
insbesondere ein verbesserter Grill-Betrieb erreicht werden kann.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch einen Backofen mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte
sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren
Ansprüchen
angegeben und werden im Folgenden näher erläutert. Manche der Merkmale
werden zwar nur einmal beschrieben, sie sollen jedoch unabhängig davon
sowohl für
den Backofen als auch für
das Betriebsverfahren gelten können.
Der Wortlaut der Ansprüche
wird durch ausdrückliche
Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass bei einem eingangs genannten Backofen eine Zusatz-Einrichtung
zum Einbringen von Flüssigkeit
in die Backofenmuffel vorhanden ist. Diese Flüssigkeit kann vorteilhaft Wasser
sein, beispielsweise auch destilliertes Wasser um Verkalkung zu
vermeiden. Die Zusatz-Einrichtung ist dabei dazu ausgebildet, die
Flüssigkeit
in vernebelter Form bzw. als Aerosol in die Backofenmuffel einzubringen.
Dabei soll dem Begriff Aerosol verstanden werden, dass die Flüssigkeit
in sehr feiner bzw. unter Umständen
sogar möglichst
feiner Form zerstäubt
bzw. vernebelt wird. Insbesondere kann die Flüssigkeit also als Flüssigkeitsnebel
oder in Form vieler kleiner Tröpfchen
eingebracht werden. Es sollte vor allem vermieden werden, dass die
eingebrachte Flüssigkeit
rasch auf den Boden der Backofenmuffel fällt oder absinkt. Im Folgenden
wird allgemein der Begriff Aerosol verwendet, wobei darunter auch
in sonstiger Form vernebelte Flüssigkeit
oder gesprühte
Flüssigkeit
zu verstehen ist.
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Durch
die Erfindung ist es möglich,
dass die als Aerosol eingebrachte Flüssigkeit in der heißen Backofenmuffel
verdampft und somit die Temperatur in der Backofenmuffel senken
kann. Im Idealfall führt dies
dazu, dass der Grillheizkörper
im Dauerbetrieb betrieben werden kann, also ohne Unterbrechung durch
Takten, wobei das Einbringen der Flüssigkeit verhindert, dass die
maximale Backofentemperatur erreicht wird. So kann Grillgut permanent
mit Wärmestrahlung
bzw. IR-Strahlung vom Grillheizkörper
beaufschlagt werden ohne Unterbrechung. Dies führt zu dem vorgenannten besseren
bzw. verbesserten Grillergebnis.
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In
Ausgestaltung der Erfindung kann die Zusatz-Einrichtung mehrere
Eintrittsstellen aufweisen, die beispielsweise entlang wenigstens
einer horizontalen Linie verteilt sein können. Vorteilhaft ist die Zusatz-Einrichtung
im mittleren oder unteren Bereich der Backofenmuffel angeordnet,
beispielsweise auf etwa 1/3 der Höhe. In diesem Bereich ist es
möglich, dass
die vorgenannten Eintrittsstellen noch oberhalb eines Backblechs
liegen, das in die Backofenmuffel eingeschoben ist und das Grillgut
trägt.
So kann sichergestellt werden, dass die Flüssigkeit in dem größeren Volumenbereich
der Backofenmuffel eingebracht wird.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, die Flüssigkeit
in der Nähe
eines Temperatursensors oder Fühlers
mittels wenigstens einer weiteren Eintrittsstelle einzubringen.
Damit kann dort sozusagen eine lokale Temperaturabsenkung erfolgen,
um ein Takten des Grillheizkörpers
zu vermeiden. Allerdings sollte dabei keine zu starke sonstige Erhitzung
der Backofenmuffel erfolgen, da sonst die eingangs genannte maximale
Backofentemperatur überschritten
werden würde.
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Die
Richtung, mit der die Flüssigkeit
bzw. das Aerosol in die Backofenmuffel eingebracht werden kann,
kann horizontal bzw. auf einen Mittenbereich der Backofenmuffel
zu ausgerichtet sein. So kann eine möglichst gleichmäßige Verteilung
in der Backofenmuffel erreicht werden zur möglichst gleichmäßigen Abkühlung des
Backofens.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Zusatz-Einrichtung
entlang mindestens zweier Seitenwände der Backofenmuffel verlaufen. Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung verläuft sie bzw. ihre Eintrittsstellen
an beiden Seitenwänden
und auf gleicher Höhe,
insbesondere jeweils entlang einer Geraden. Es ist mit leicht erhöhtem Aufwand
auch möglich,
mehrere verteilte Eintrittsstellen vorzusehen, die unterschiedlich
angesteuert werden können,
beispielsweise in Abhängigkeit
von der Höhe
eines eingeschobenen Grillguts.
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Die
Zusatz-Einrichtung kann zum Erzeugen des Aerosols bzw. zum Vernebeln
der Flüssigkeit Vernebler-Mittel
aufweisen, beispielsweise Piezo-Vernebler.
Diese sind für
den Gebrauch aufgrund ihrer Robustheit und Funktionssicherheit bewährt. Vorteilhaft
ist pro vorgenannter Eintrittsstelle jeweils ein Vernebler-Mittel
vorgesehen. Dies können
entlang einer Linie an einer Seitenwand rund 10 bis 20 Eintrittsstellen
sein.
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Zum
Zuführen
der Flüssigkeit
kann einerseits ein Anschluss an eine Wasserleitung odgl. vorhanden
sein. Vorteilhaft weist der Backofen jedoch einen Wasservorrat auf
oder ist mit einem solchen wasserleitend verbunden. Vorteilhaft
wird der Wasservorrat höher
angeordnet als die Eintrittsstellen bzw. die vorgenannten Vernebler-Mittel.
So kann erreicht werden, dass das Wasser zu den Eintrittsstellen
bzw. den Vernebler-Mitteln
selbsttätig
nachfließt und
keine Pumpen odgl. notwendig sind. Dies reduziert den konstruktiven
Aufbau sowie die Betriebssicherheit.
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Bei
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es möglich,
dass in einer einfachen Version durch eine Zusatz-Funktion, die
beim Grill-Betrieb eingeschaltet werden kann, permanent Flüssigkeit
eingebracht bzw. vernebelt wird. Hier muss ein Benutzer selbst darauf
achten, dass er diese Zusatz-Funktion nur dann einschaltet, wenn
sie sinnvoll ist bzw. wenn eine intensivierte Grillfunktion gewünscht ist.
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In
einer etwas aufwendigeren Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Temperatur in der Backofenmuffel überwacht werden und bei Erreichen
einer Temperatur, die nahe bei der für den Betrieb maximal zulässigen Backofentemperatur
liegt, die Flüssigkeit wie
vorbeschrieben einge bracht wird, um die Backofentemperatur wieder
abzukühlen.
Dabei kann das Einbringen von Flüssigkeit
allgemein entweder permanent vorgenommen werden oder aber getaktet bzw.
in Schüben
erfolgen. Hierzu kann eine Steuerung vorgesehen sein, die mit einer
Temperaturerfassung für
die Backofenmuffel verbunden ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass
die Backofentemperatur durch das Einbringen der Flüssigkeit
stets unter der für
den Grill-Betrieb maximalen Backofentemperatur gehalten wird und
somit der Grillheizkörper
während des
gesamten Grillvorgangs stets aktiviert ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Backofenmuffel einen
Lüfter
aufweisen, wie dies hier allgemein von Heißluftherden bekannt ist. Mit
diesem kann die in die Backofenmuffel eingebrachte Flüssigkeit
bzw. das Aerosol mit der Backofenmuffel vermischt werden zur Verteilung.
Vorteilhaft wird der Lüfter
dann eingeschaltet, wenn Flüssigkeit in
die Backofenmuffel eingebracht wird. Ansonsten ist nämlich beim
Grill-Betrieb eine Lüftung
nicht unbedingt notwendig.
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Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus
den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform der
Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne
Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im Folgenden näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Darstellung eines erfindungsgemäßen Backofens
mit Grillheizkörper
und Verneblern an beiden inneren Seitenwänden in der Backofenmuffel;
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2 zeitliche
Verläufe
für Temperatur
und Leistung ohne Einbringen von Flüssigkeit und
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3 die
zeitlichen Verläufe
gemäß 2 mit
Einbringen von Flüssigkeit.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßer Backofen 11 dargestellt
mit einem Gehäuse 12 mit
Backofenmuffel 13. Die Backofenmuffel 13 weist
eine linke Seitenwand 14a und eine rechte Seitenwand 14b auf.
Oben an der Backofenmuffel 13 ist ein üblicher Grillheizkörper 15 angebracht
und zusammen mit einem Temperaturfühler 16 mit einer
Steuerung 18 verbunden. Die Steuerung 18 steuert
den Betrieb des Grillheizkörpers 15 und
erfasst über
den Temperaturfühler 16 die
Backofentemperatur TF in der Backofenmuffel 13.
Des Weiteren ist in der Backofenmuffel 13 ein Backblech 20,
ein Grillrost odgl. mit Grillgut 21 darauf. Dies können in
einem typischen Fall wie Hälften
eines Grillhähnchens
sein. Bis hierhin entspricht der Backofen 11 im Wesentlichen
einem üblichen bzw.
bekanntem Backofen.
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In
linienförmiger
Anordnung entlang der Seitenwände 14a und 14b sind
zwei Zusatz-Einrichtungen 23 angeordnet mit jeweils mehreren
nebeneinander angeordneten Verneblern 24. Diese sind in
einer geraden und etwa horizontal verlaufenden Linie angeordnet.
Der wesentliche funktionale Teil der Zusatz-Einrichtungen 23 bzw.
auch der Vernebler 24 kann hinter den Seitenwänden 14a und 14b liegen. Lediglich
nicht im Detail dargestellt sind Austrittsöffnungen oder kleine Düsen der
Vernebler 24 können durch
entsprechend kleine Öffnungen
in den Seitenwänden 14 in
die Backofenmuffel 13 hineinzeigen bzw. sichtbar sein.
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Die
Zusatz-Einrichtungen 23 mit den Verneblern 24 bringen
wie dargestellt jeweils Aerosol 25 in Form von Sprühnebel in
die Backofenmuffel 13 ein. Dazu sind die Zusatz-Einrichtungen 23 mittels
Leitungen 26 miteinander und vor allem mit einem Wasservorrat 28 verbunden.
Des Weiteren sind entweder jeweils die gesamten Zusatz-Einrichtungen 23 oder aber
Gruppen von Verneblern 24 oder sogar einzelne Vernebler 24 mit
der Steuerung 18 jeweils ansteuerbar verbunden. Die Steuerung
kann also auch jeweils das Einbringen von Flüssigkeit als Aerosol 25 in
die Backofenmuffel 13 steuern und zwar beispielsweise sowohl
hinsichtlich zeitlicher Dauer als auch örtlich über bestimmte Vernebler 24 und
von der Flüssigkeitsmenge
her über
die Leistung der Vernebler 24.
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Eine
Grill-Betriebsart sowie eine Grilltemperatur und auch eine möglicherweise
wählbare
Zusatz-Funktion mit dem Einbringen von Flüssigkeit können über nicht dargestellte Bedienelemente durch
eine Bedienperson gewählt
werden.
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In 2 ist
dargestellt, wie die Temperaturen T entlang der linken Achse aufgetragen
verlaufen und, entlang der rechten Achse aufgetragen, die Leistung
P am Grillheizkörper 15 bzw.
dessen Betriebszustand. Die allgemeine Backofentemperatur TB wurde über
einen nicht dargestellten Sensor erfasst, beispielsweise etwa in
einem Mittelbereich. Beim hier dargestellten Grillvorgang wurden
zwei Hähnchenhälften gegrillt,
wobei der Backofen mit dem Grillheizkörper 15 fünf Minuten
vorgeheizt wurde bei einer Einstellung auf 270°C. Nach fünf Minuten sind die beiden
Hähnchenhälften kalt
eingeschoben worden und waren nach 40 Minuten fertig.
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Der
Temperaturverlauf TH zeigt die Kerntemperatur
der Hähnchenhälften, die
erwartungsgemäß langsam
und stetig ansteigt bis auf etwas unter 100°C. Anhand des Verlaufs der Leistung
P ist zu erkennen, wie der Grillheizkörper 15 die ersten
14 Minuten permanent betrieben wird.
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Dann
fängt er
an zu takten, was bedeutet, dass eine maximale Backofentemperatur
erreicht worden ist. Das Takten erfolgt dann in etwa gleichen Abständen.
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Der
gestrichelt dargestellte Verlauf TB zeigt die
Temperatur in der Backofenmuffel 13 an. TB steigt bis
zu fünf
Minuten steil an, fällt
kurzzeitig sehr stark ab beim Öffnen
der Tür
zum Einbringen der beiden Hähnchenhälften und
steigt dann wieder an bis auf etwa 280°C. Die Temperatur TF zeigt
die Temperatur an, welche der Temperaturfühler 16 erfasst. Da
er üblicherweise
und auch wie in 1 dargestellt relativ nahe am
Grillheizkörper 15 angeordnet
ist, ist seine Temperatur TF etwas höher als
die Backofentemperatur TB. Es ist zu erkennen,
dass die maximale Backofentemperatur bei 300°C liegt und der Grillheizkörper 15 bei
Erreichen dieser maximalen Temperatur anfängt zu takten und somit die
Backofentemperatur TB den entsprechend getakteten
Verlauf annimmt.
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Aus
dem Verlauf der Temperatur TB ist zu erkennen,
dass sie im Mittel etwa die gewählten
270°C beträgt. Die
Temperatur TF des Temperaturfühlers 16 erreicht
stets gerade die Grenze von 300°C,
um dann über
die Steuerung 18 den Grillheizkörper 15 auszuschalten
für den
taktenden Betrieb. Der Energieverbrauch bei diesem Grillvorgang
betrug im Versuch 1267 Wh. Es wurde keine Flüssigkeit eingebracht.
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In 3 ist
nun ein ähnlicher
Grillvorgang mit gleichen Grundvorgaben dargestellt, allerdings mit
durch die Kurve N dargestelltem Betriebszustand bzw. Betriebsdauer
der Vernebler 24. Die Kerntemperatur der Hähnchenhälften hat
einen Verlauf ähnlich
wie bei 2. Während dort jedoch die Kurve
bei etwa 20 Minuten bereits wieder leicht abflacht, verläuft sie
bei 3 nahezu linear bzw. das Flacherwerden ist erheblich
schwächer.
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Der
Verlauf der Temperatur TF am Temperaturfühler 16 ist
wieder dargestellt und es fällt
im Vergleich zu 2 auf, dass die Temperatur nach dem leichten
Absacken nach fünf
Minuten bei Öffnen
der Tür
relativ stetig ansteigt, bis sie nach 40 Minuten bei knapp 200°C liegt.
Dies bedeutet also, dass aufgrund des Betriebs der Vernebler 24 bzw.
durch das Einbringen der Flüssigkeit 25 in
die Backofenmuffel 13 die maximale Backofentemperatur TB von 300°C noch
nicht einmal annähernd
erreicht worden ist. Daraus resultiert dann auch, dass der Grillheizkörper 15,
wie an der Kurve P zu ersehen ist, permanent betrieben wird ohne
auch nur ein einziges Mal zu takten. Auch die gestrichelt dargestellte
Backofentemperatur TB in der Muffel 13 ist
nahezu gleich wie der Verlauf der Fühlertemperatur TF bzw.
lediglich wenige °C
niedriger, was nicht überrascht.
Des Weiteren ist ein in 1 nicht dargestellter Lüfter des
Backofens 11 stets in Betrieb gewesen. Der Verlauf V zeigt
den Betrieb der Vernebler 24 an. Der gesamte Energieverbrauch
betrug 1616 Wh bei stetigem Einbringen von Flüssigkeit.
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Bei
Vergleich von 2 und 3 fällt auf, dass
bei 3 zwar der Energieverbrauch um etwa 30% höher ist.
Dies ist allerdings wenig verwunderlich und auf den Dauerbetrieb
des Grillheizkörpers 15 zurückzuführen. Vor
allem aber kann erkannt werden, dass bei dem Grillvorgang gemäß 3 der Grillheizkörper 15 stets
aktiviert ist und somit die beiden Hähnchenhälften stets der Wärmestrahlung
ausgesetzt sind und somit knuspriger werden. Dies kann eben dadurch
erreicht werden, dass die maximal zulässige Backofentemperatur bzw.
die entsprechende Temperatur am Temperaturfühler 16 nicht erreicht worden
ist und somit ein Takten nicht notwendig ist.
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Somit
ermöglicht
die Erfindung ein erheblich besseres Verhältnis zwischen Dauer und Intensität des Grillvorgangs
mit Wärmestrahlung
im Vergleich zu erreichter Backofentemperatur, wobei dies eben vor
allem dem Ziel dient, ein Takten des Grillheizkörpers zur Vermeidung zu hoher
Temperaturen in der Backofenmuffel 13. Dadurch, dass weder
in die Anordnung noch den Betrieb des Temperaturfühlers 16 eingegriffen
werden muss, insbesondere wenn dies ein elektromechanischer oder
ther momechanischer Temperaturfühler
ist mit automatischer entsprechender Regelung der Heizung bzw. des
Betriebs des Grillheizkörpers 15 in
Abhängigkeit
von einer voreingestellten Temperatur, ist diese Möglichkeit
gemäß der Erfindung
besonders vorteilhaft.
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Es
ist klar, dass die Vernebler 24 auch in anderen Anordnungen
unterschiedlicher Anzahl oder an anderer Stelle in der Backofenmuffel 13 angebracht
werden können.
Denkbar ist auch ähnlich
wie bei einem Dampfgarer ein Einbringen des Aerosols in die Backofenmuffel 13 sehr
nahe bei einem Lüfter.
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Es
ist jedoch auch zu beachten, dass die Erfindung ein grundlegend
anderes Prinzip als ein Dampfgarer oder sogenannter Steamer aufweist. Dort
wird heißer
Dampf vor allem zur Beheizung des Garraums bzw. zur Erwärmung von
darin angeordnetem Gargut verwendet. Der heiße Dampf dient dabei also vor
allem zum Aufwärmen.
Bei der vorliegenden Erfindung dient das Aerosol bzw. die eingebrachte Flüssigkeit
zum Abkühlen
in der Backofenmuffel. Vor allem wird sie auch nicht heiß, sondern
kalt in die Backofenmuffel eingebracht. Es ist also etwas ganz anderes
als ein Dampfgarer bzw. sozusagen fast das Gegenteil davon.