DE2857367C1 - Hochfrequenzheizgeraet - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenzheizgerät mit einer Heizkammer innerhalb des Hauptgehäuses,
einem Hochfrequenzgenerator zum Abstrahlen von HF-Energie in die Heizkammer, einer Widerstandsheizvorrichtung
innerhalb der Heizkammer und einem auf die Temperatur der Heizkammer ansprechenden Mittel.
Bei einem derartigen bekannten Hochfrequenzheizgerät (US-PS 27 44 990) wird zur Speisezubereitung
gleichzeitig sowohl eine dielektrische Beheizung durch die vom Hochfrequenzgenerator abgestrahlte HF-Energie,
bei der die Speise von innen erhitzt wird, als auch eine Beheizung durch die Widerstandsheizvorrichtung,
bei der die Speise von außen erhitzt wird, durchgeführt. Die gesamte Dauer der dielektrischen
Beheizung ist dabei in Abhängigkeit von einer voreinstellbaren Gesamtmenge an von der Speise
absorbierter HF-Energie festgelegt, während die Heizdauer der Widerstandsheizvorrichtung unabhängig
von der Heizdauer der dielektrischen Beheizung einstellbar ist Das auf die Temperatur der Heizkammer
ansprechende Mittel dient dabei lediglich dazu, die von der Widerstandsheizvorrichtung innerhalb der Heizkammer
hervorgerufene Temperatur nicht über einen voreingestellten Wert ansteigen zu lassen.
Da bei diesem bekannten Hochfrequenzheizgerät die dielektrische Beheizung und die Beheizung durch die
Widerstandsheizvorrichtung mindestens zeitweise gleichzeitig erfolgt, verursacht der gleichzeitige Betrieb
des beispielsweise eine elektrische Leistung von 1,2 kW aufweisenden Hochfrequenzgenerators und der beispielsweise
eine elektrische Leistung von 1,2 kW aufweisenden Widerstandsheizvorrichtung in einem
beispielsweise mit einer Speisespannung von 100 V versorgten Hausnetz einen Stromfluß von etwa 24 A.
Hierdurch entsteht die Schwierigkeit, daß ein derartiges Hochfrequenzheizgerät in einem Gebiet mit ungünstigen
Verhältnissen der Stromversorgung wegen der Einschränkungen, denen der Stromverbrauch unterliegt,
nicht benutzt werden kann. Eine derartige Hochfrequenzheizvorrichtung erfordert nämlich eine sehr
leistungsfähige Stromversorgung und Stromversorgungseinrichtungen von hohem Leistungsvermögen und
ist daher nur schwer abzusetzen. Auch ist der gleichzeitige Betrieb der beiden Wärmequellen mit
ihrer hohen Leistungsabgabe im Hinblick auf die Wirkungen bei der Speisezubereitung und unter dem
Gesichtspunkt der Energieeinsparung nicht erwünscht. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Hochfrequenzheizgerät der eingangs genannten Art
ίο derart auszubilden, daß trotz einer gleichzeitigen
Beheizung durch den Hochfrequenzgenerator und die Widerstandsheizvorrichtung der Einsatz in einem
Gebiet mit ungünstigen Stromversorgungsverhältnissen möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der HF-Generator erst eingeschaltet wird, wenn
das auf die Temperatur ansprechende Mittel die Angleichung der Temperatur in der Heizkammer an
einen vorgegebenen Temperaturwert festgestellt hat, und daß gleichzeitig die Leistung der Widerstandsheizung
so weit verringert wird, daß eine vorgegebene Leistungsaufnahme aus dem Netz nicht überschritten
wird.
Die erfindungsgemäße Lösung schafft die Möglichkeit, die dielektrische Erhitzung und die Erhitzung durch die Widerstandsheizvorrichtung auch bei begrenzter Leistungsfähigkeit der Stromversorgung gleichzeitig vorzunehmen, und damit eine einwandfreie Zubereitung sicherzustellen. Das erfindungsgemäße Hochfrequenzheizgerät kann deshalb auch in Gebieten mit weniger günstigen Stromversorgungsverhältnissen eingesetzt werden, während es andererseits in Gebieten mit günstigen Bedingungen der Stromversorgung zur Energieeinsparung beiträgt.
Die erfindungsgemäße Lösung schafft die Möglichkeit, die dielektrische Erhitzung und die Erhitzung durch die Widerstandsheizvorrichtung auch bei begrenzter Leistungsfähigkeit der Stromversorgung gleichzeitig vorzunehmen, und damit eine einwandfreie Zubereitung sicherzustellen. Das erfindungsgemäße Hochfrequenzheizgerät kann deshalb auch in Gebieten mit weniger günstigen Stromversorgungsverhältnissen eingesetzt werden, während es andererseits in Gebieten mit günstigen Bedingungen der Stromversorgung zur Energieeinsparung beiträgt.
Ferner wird bei der erfindungsgemäßen Lösung der Hochfrequenzgenerator erst in Betrieb genommen,
nachdem die Temperatur in der Heizkammer den vorgegebenen Temperaturwert erreicht hat. Also
werden Nahrungsmittel wie beispielsweise Fleisch oder Hamburg-Steak, die Fettsaft enthalten, erst dann der
Hochfrequenzbeheizung unterzogen, nachdem sie oberflächlich durch die Hitzeeinwirkung der Widerstandsheizvorrichtung
verkrustet sind. Hierdurch wird das Austropfen des nahrhaften und schmackhaften Bratensafts
verhindert. Würde dagegen die Hochfrequenzbeheizung der Erhitzung durch die Widerstandsheizvorrichtung
vorausgehen oder würde von vornherein eine Simultanerhitzung durchgeführt, so würde das Nahrungsmittel
von innen erhitzt, ehe noch eine Oberflächenverkrustung eingetreten ist, so daß der fette
Bratensaft austritt, was einen Nährwert- und Geschmacksverlust mit sich bringt
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert Hierin zeigt
F i g. 1 eine allgemeine perspektivische Ansicht eiaer Ausführungsform eines Hochfrequenzheizgerätes,
F i g. 2 ein elektrisches Schaltbild des in F i g. 1 dargestellten Hochfrequenzheizgerätes,
Fig.3 und 4 jeweils ein Diagramm der in der HeizkammeF des in F i g. 1 und 2 dargestellten
Hochfrequenzheizgerätes bzw. eines bekannten Hochfrequenzheizgerätes
bestehenden Beziehungen zwischen der Eingangsleistung, der Erhitzungsdauer und
der Temperatur.
In F i g. 1 und -2 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen
In F i g. 1 und -2 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen
ORtöiNAL INSPECTED
Zeitschalter, der von einem Zeitgebermotor 2 betätigt wird. Mit den Bezugszahlen 3, 4 und 5 sind
Leistungsrelais bezeichnet, nämlich mit der Bezugszahl
4 ein Leistungsrelais zur Betätigung eines Hochfrequenzgenerators 6, mit der Bezugszahl 5 ein Leistungsrelais zum Abschalten eines einem Heizelement 7
parallelgeschalteten Heizelements 8, wodurch die Ausgangsleistung des Heizgeräts von stark auf schwach
umgeschaltet wird, und mit der Bezugszahl 3 ein Leistungsrelais zum Unterbrechen beider Schaltkreise.
'Mit anderen Worten, beim Niederdrücken eines Bedienungsschalters 10 wird bei geschlossenem Türschalter
9 eine Spule des Leistungsrelais 3 erregt, wodurch das Leistungsrelais 3 angeschaltet wird. Sobald
die Spule gespeist wird, wird ein Selbsthaltekreis gebildet, so daß eine Stromzuführung auch dann noch
erfolgt, wenn der Bedienungsschalter 10 geöffnet wird. Falls indes der Türschalter 9 geöffnet wird, wird der
Selbsthaltekreis unterbrochen, so daß das Leistungsrelais 3 abgeschaltet wird. In ähnlicher Weise wie in dem
Leistungsrelais 3 wird auch in den Leistungsrelais 4 und
5 ein Selbsthaltekreis aufgebaut.
Als nächstes soll nun eine Ausführungsform der bei diesem Gerät zur Temperaturregelung dienenden
Mittel erläutert werden. Die Bezugszahl 11 bezeichnet eine Vollweggleichrichterschaltung. Die gleichgerichtete
Spannung wird über einen Glättungswiderstand 12 und einen Kondensator 13 auf eine Brückenschaltung 14
gegeben. Mit der Bezugszahl 15 ist ein Komparator bezeichnet Aus der zeichnerischen Darstellung geht
hervor, daß in einem Transistor 16 ein Strom fließt, wenn sich die Spannung an einem Punkt A der
Brückenschaltung unter den Wert der Spannung am Punkt B verringert, so daß eine Relaisspule 17 dann
erregt wird. Mit anderen Worten, die Relaisspule 17 wird gespeist, wenn zwischen den Widerständen R\, R2,
Ri1 Ra und einem Thermistor 5 die Beziehung
S+ R2
R4
S+ Ri+R2
R3
gilt. Befindet sich also der Thermistor 5 in der (nicht dargestellten) Heizkammer auf einer normalen Temperatur,
so ist sein Widerstand hoch und das Potential am Punkt A ist daher höher als das Potential am Punkt B, so
daß der Transistor 16 nicht in den leitenden Zustand übergehen kann. Erhöht sich die Temperatur in der
Heizkammer und verringert sich damit der Widerstandswert des Thermistors S, so überschreitet indes das
Potential am Punkt B das an dem Punkt A liegende Potential, so daß der Transistor 16 angeschaltet wird
und mithin die Relaisspule 17 speist. Mit den Bezugszahlen 19, 20 und 21 sind Kontakte der
Relaisspule 17 bezeichnet, wobei die Kontakte 19 und 20
normalerweise geschlossen sind, während der Kontakt 21 normalerweise geöffnet ist Ferner sei bemerkt, daß
es sich bei dem Widerstand R2 um einen Regelwiderstand
handelt, der zur Temperatureinstellung dient
Zur Erläuterung des obigen Aufbaus soll vom
Betäiigungsablaiif ausgegangen werden. Y/enn der
Eedienungsschslter 1© betätigt wird, wird gleichzeitig
ein damit verblockier Bedienungsschalter US des
Lc-Estuogsrelais S betätigt Es werden jetzt die
Loistungsrelais 3 und S betätigt und die Heizelemente 7
und 0 v/erden mit Strom versorgt, so daß die
Temperatur in der Heizkammer rasch ansteigt. Wenn
die Tempsratur in der Heizkammer elr.ea vorbestimmten
Wert erreicht und dies von dem Thermistor S festgestellt wird, so wird die Relaisspule 17 mit Strom
versorgt. Infolgedessen werden die normalerweise in der Schließstellung befindlichen Kontakte 19 und 20 nun
geöffnet. Die Stromzuführung zu den Heizelementen 7 und 8 wird unterbrochen, so daß die Beheizung durch
die Heizelemente aufhört. Gleichzeitig wird der normalerweise geöffnete Kontakt 21 geschlossen und
das Leistungsrelais 4 wird eingeschaltet, so daß der Hochfrequenzgenerator 6 gespeist wird, wodurch eine
Hochfrequenzbeheizung erfolgt Die Speise, die zur Zubereitung in die Heizkammer gegeben wurde, wird
gleichermaßen durch die dort ohnehin schon herrschende hohe Temperatur und durch die Hochfrequenzleistung
erhitzt. Wenn die Temperatur in der Heizkammer wegen der Unterbrechung der Stromzuführung zur
Heizelementschaltung sinkt, verringert sich auch die Temperatur des Thermistors .Sund das Potential an dem
Punkt A der Brückenschaltung 14 überschreitet das an dem Punkt B liegende Potential, so daß der Transistor
16 abgeschaltet und die Stromzuführung zu der Relaisspule 17 -folglich unterbrochen wird. Auch wenn
jetzt der Kontakt 19 aus der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung gebracht wird, bleibt das Leistungsrelais
5 unbetätigt, und mag auch der Kontakt 21 aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung gebracht
werden, so bleibt der leitende Zustand des Leistungsrelais 4 doch aufrechterhalten. Darüber hinaus wird aber
der Kontakt 20 aus der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung gebracht und das Heizelement 7 wird
gespeist, so daß sich die Temperatur in der Heizkammer erhöht Wenn die Temperatur in der Heizkammer den
vorbestimmten Wert erreicht, wiederholt sich der obenbeschriebene Zyklus. Sobald die vorbestimmte
Temperatur also erst einmal erreicht ist, wird im folgenden nur noch das Heizelement 7 an- und
abgeschaltet um die Temperatur in der Heizkammer konstant zu halten, während die Hochfrequenzbeheizung
stetig durchgeführt wird.
Es soll .nun der Hochfrequenzgenerator 6 erläutert werden. Mit der Bezugszahl 22 ist ein Hochspannungstransformator
bezeichnet, dessen Sekundärseite mit einer Einweg-Spannungsdoppler-Gleichrichterschaltung
verbunden ist, umfassend einen Kondensator 23 und eine Diode 24 in Serienschaltung. Ein Magnetron 25
ist der Diode 24 parallelgeschaltet
Hinsichtlich der Verteilung der Eingangsleistung auf die dielektrische Erhitzung mit Hochfrequenz und auf
die Erhitzung durch die Heizelemente soll eine vergleichende Gegenüberstellung vorgenommen werden
zwischen dem Hochfrequenzheizgerät mit Heizelement gemäß der Erfindung und einem Heizgerät
herkömmlicher Art bei dem von Beginn des Heizvorganges eine Simultanerhitzung erfolgt, wie dies in
F i g. 3 und 4 veranschaulicht ist
In F i g. 3 und 4 ist bei a bzw. b die Temperatur in der Heizkammer wiedergegeben, bei c bzw. d die Heizelementeingangsleistung und bei e bzw. / die Eingangsleistung des mit einem Heizelement versehenen Hochfrequenzheizgeräts.
Ein Vergleich der Temperaturen in der Heizkammer in F i g. 3 und 4 zeigt, daß die beiden Kurven a und b bis zum Ablauf von !5 Minuten nach Einleitung der Erhitzung in der gleichen Weise ansieigen und daß die Kurven a und b beim Abschalten des Heizelements beim Erreichen einer Temperatur von 259° C auf 230° C abfallen. Nach dem Anschalten des Heizelements bei 230° C dauert es im Rahmen der Erfindung geraume Zeit, bevor die Temperatur von 250° C wieder erreicht wird, da das Heizelement auf schwache Leistung
In F i g. 3 und 4 ist bei a bzw. b die Temperatur in der Heizkammer wiedergegeben, bei c bzw. d die Heizelementeingangsleistung und bei e bzw. / die Eingangsleistung des mit einem Heizelement versehenen Hochfrequenzheizgeräts.
Ein Vergleich der Temperaturen in der Heizkammer in F i g. 3 und 4 zeigt, daß die beiden Kurven a und b bis zum Ablauf von !5 Minuten nach Einleitung der Erhitzung in der gleichen Weise ansieigen und daß die Kurven a und b beim Abschalten des Heizelements beim Erreichen einer Temperatur von 259° C auf 230° C abfallen. Nach dem Anschalten des Heizelements bei 230° C dauert es im Rahmen der Erfindung geraume Zeit, bevor die Temperatur von 250° C wieder erreicht wird, da das Heizelement auf schwache Leistung
eingestellt ist, wie aus F i g. 3 hervorgeht, wogegen die Anstiegszeit bei dem bekannten Gerät kurz ist, wie dies
Fig.4 zeigt. Doch erfolgt die dielektrische Erhitzung
und die Heizelementbeheizung bei dem bekannten Gerät von Anfang an simultan, so daß die Gesamtleistungsaufnahme
hoch ist, was in Gebieten mit ungünstigen Stromversorgungsverhältnissen Komplikationen
mit sich bringt
Im Rahmen der Erfindung kann demgegenüber das Heizgerät insgesamt als ein mit einem Heizelement
ausgestattetes Hochfrequenzheizgerät mit einer Gesamtleistungsaufnahme von 1,2 kW betrachtet werden,
das gemäß der Darstellung der Fig.3 in der Weise arbeitet, daß die Gesamtleistung von 1,2 kW zunächst
den Heizelementen 7 und 8 zugeführt wird, um dann nach Erreichen eines vorbestimmten Temperaturwerts
in der Heizkammer das Heizelement 7 mit 800 W zu speisen und die Hochfrequenzheizeinrichtung mit
400 W. Demnach wird die Temperatur in der Heizkammer durch die Heizelementeingangsleistung von 800 W
konstant gehalten, während die gleichzeitige Erhitzung mit der Hochfrequenzeingangsleistung von 400 W und
der Hochfrequenzausgangsleistung von 200W innerhalb der Kapazität einer Gesamteingangsleistung von
1,2 kW vorgenommen wird. Hierdurch wird einerseits die Zubereitungsdauer verkürzt, während zum andern
eine Wirkung hervorgebracht werden dürfte, die im wesentlichen gleich der ist, die sich erzielen läßt, wenn
von Anfang an eine Simultanerhitzung durchgeführt wird.
Als Gerichte, bei denen eine Simultanerhitzung erforderlich ist, sind unter anderem Brathühnchen,
Rinderbraten usw. zu nennen, die in den meisten Fällen für eine längere Zeitdauer bei niederer Ausgangsleistung
erhitzt werden müssen. Eine einwandfreie Speisezubereitung kann in diesem Fall nicht etwa durch
Überhitzung mit einer hohen Hochfrequenzausgangsleistung von beispielsweise 600W vorgenommen
. werden, wohl aber mit einer niederen Ausgangsleistung von 150 bis 200 W.
Bei den obigen Ausführungsformen wurde zum besseren Verständnis davon ausgegangen, daß ein
Leistungsrelais vorgesehen ist. Die gleiche Wirkung läßt sich jedoch auch hervorbringen, wenn auf die
Anwendung einer elektronischen Schaltung wie etwa eines Mikrocomputers zurückgegriffen wird und das
Leistungsrelais entfällt. Auch kann statt des Thermistors, der hier als temperaturempfindliches Element
dient, im Sinne der gleichen Wirkweise ein temperaturempfindliches Element anderer Art vorgesehen sein.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Hochfrequenzheizgerät mit einer Heizkammer innerhalb des Hauptgehäuses, einem Hochfrequenzgenerator
zum Abstrahlen von HF-Energie in die Heizkammer, einer Widerstandsheizvorrichtung innerhalb
der Heizkammer und einem auf die Temperatur der Heizkammer ansprechenden Mittel,
dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Generator (6) erst eingeschaltet wird, wenn das auf
die Temperatur ansprechende Mittel (S) die Angleichung der Temperatur in der Heizkammer an
einen vorgegebenen Temperaturwert festgestellt hat, und daß gleichzeitig die Leistung der Widerstandsheizung
(7,8) so weit verringert wird, daß eine vorgegebene Leistungsaufnahme aus dem Netz
nicht überschritten wird.
2. Hochfrequenzheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Konstanthaltung
der Temperatur die in der Leistung verringerte Widerstandsheizung (7) durch das auf
die Temperatur ansprechende Mittel (S) abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird.
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