DE69112403T2 - Cooking oven. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Backofen, insbesondere mit Pyrolysereinigung. Sie betrifft insbesondere ein Steuerverfahren für die Heizung eines solchen Backofens während der Pyrolysereinigung.The invention relates to an oven, in particular with pyrolysis cleaning. It relates in particular to a control method for heating such an oven during pyrolysis cleaning.
Die Backöfen mit Aufheizung über elektrische Widerstände enthalten oft eine Schaltstellung für die Pyrolysereinigung. Diese Reinigung besteht darin, den Backofen mit Hilfe der elektrischen Widerstände auf eine Temperatur von etwa 500ºC aufzuheizen, um die organischen Verschmutzungen an den Wänden zu verbrennen, ohne jedoch das Email zu beschädigen, das üblicherweise diese Wände bedeckt.Ovens heated by electric heating elements often have a setting for pyrolysis cleaning. This cleaning consists in heating the oven to a temperature of around 500ºC using the electric heating elements in order to burn off the organic dirt on the walls without damaging the enamel that usually covers these walls.
Für die Pyrolyse verwendet man oft einen Katalysator. Backöfen dieses Typs sind beispielsweise aus den französischen Patenten 2 365 927 und 2 588 641 der Anmelderin beschrieben worden.A catalyst is often used for pyrolysis. Ovens of this type are described, for example, in the applicant's French patents 2 365 927 and 2 588 641.
Die Backöfen mit Pyrolysereinigung sind bisher relativ teuer, da die Kontrolle der Aufheizung des Ofens relativ komplexe Sonden oder elektromechanische Thermostate erfordert. Meist besitzen diese elektromechanischen Thermostate drei Stellungen, die drei Temperaturschwellen entsprechen:Ovens with pyrolysis cleaning are currently relatively expensive because controlling the oven heating requires relatively complex probes or electromechanical thermostats. These electromechanical thermostats usually have three positions corresponding to three temperature thresholds:
Die erste Schwelle liegt bei einer Temperatur von 250ºC, bei der der Katalysator aktiv wird und von der an die Widerstände mit ihrer maximalen Leistung gespeist werden, während unterhalb dieses Werts die Heizleistung begrenzt bleiben muß, um die Ausbildung von Rauch aufgrund einer unvollkommenen Verbrennung in Abwesenheit der Katalyse möglichst gering zu halten.The first threshold is a temperature of 250ºC, at which the catalyst becomes active and from which the resistors are fed at their maximum power, while below this value the heating power must remain limited in order to minimize the formation of smoke due to incomplete combustion in the absence of catalysis.
Die zweite Schwelle liegt bei der Temperatur von 340ºC, von der an die Sicherheitsvorschriften ein Öffnen der Backofentür verbieten.The second threshold is the temperature of 340ºC, above which safety regulations prohibit opening the oven door.
Die dritten und letzte Schwelle ist die Temperatur von 480ºC in der Nähe der maximal zulässigen Temperatur. Von dieser Schwelle an muß die Heizleistung begrenzt werden, um ein Überschreiten der obersten zulässigen Temperatur von 500ºC auszuschließen.The third and final threshold is the temperature of 480ºC, close to the maximum permissible temperature. From this threshold onwards, the heating power must be limited to prevent the maximum permissible temperature of 500ºC from being exceeded.
Um die Herstellung eines solchen Backofens mit Pyrolysereinigung zu vereinfachen, wurde bereits vorgeschlagen, den Backofen mit einer Sonde zu versehen, die ein elektrisches Signal erzeugt, das die Temperatur im Inneren des Ofens darstellt, und ein Mikrokontrollgerät oder ein ähnliches Gerät vorzusehen, um die elektrische Leistung der Heizwiderstände zu steuern und vorzugsweise die Tür des Ofens zu verriegeln.In order to simplify the manufacture of such an oven with pyrolytic cleaning, it has already been proposed to provide the oven with a probe that generates an electrical signal representing the temperature inside the oven and to provide a microcontroller or similar device to control the electrical power of the heating elements and, preferably, to lock the oven door.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein neues Verfahren für die Steuerung eines Backofens der oben beschriebenen Art vor.The present invention proposes a new method for controlling an oven of the type described above.
Daher ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Steuerverfahren für einen Backofen mit Pyrolysereinigung, wie es in den Ansprüchen 1 bis 3 definiert ist.Therefore, the subject of the present invention is a control method for an oven with pyrolysis cleaning, as defined in claims 1 to 3.
Die Sonde ist beispielsweise eine Widerstandssonde auf Platinbasis, deren Genauigkeit für Temperaturen zwischen 60 und 500ºC ±3ºC beträgt.The probe, for example, is a platinum-based resistance probe with an accuracy of ±3ºC for temperatures between 60 and 500ºC.
In der bevorzugten Ausführungsform werden die Sonde und der Mikroprozessor, die zur Steuerung der verschiedenen mit der Pyrolysereinigung verbundenen Funktionen verwendet werden, auch für die Steuerung des üblichen Kochbetriebs verwendet, d.h. für das Backen und Aufheizen.In the preferred embodiment, the probe and the microprocessor used to control the various functions associated with pyrolysis cleaning are also used to control the usual cooking operation, i.e. baking and heating.
Es sei bemerkt, daß die Verwendung einer Temperaturmeßsonde vom elektronischen Typ in Verbindung mit einem Mikroprozessor nicht mit der Verwendung eines Thermostats elektromechanischer Art zur Steuerung der Unterbrechung der Stromversorgung der Widerstände bei einem Ausfall der elektronischen Schaltung inkompatibel ist, insbesondere wenn ein elektronischer Schalter wie z.B. ein Triac in Reihe mit einem Widerstand parallel dazu liegt.It should be noted that the use of an electronic type temperature probe in conjunction with a microprocessor is not incompatible with the use of an electromechanical type thermostat to control the interruption of the power supply to the resistors in the event of a failure of the electronic circuit, particularly when an electronic switch such as a triac is connected in series with a resistor in parallel.
Andere Merkmale und Vorzüge gehen aus der nachfolgenden Beschreibung bestimmter Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor.Other features and advantages will become apparent from the following description of specific embodiments based on the enclosed drawings.
Figur 1 zeigt ein vereinfachtes Schema eines Backofens.Figure 1 shows a simplified diagram of a baking oven.
Figur 2 zeigt das elektrische Schaltbild eines erfindungsgemäßen Backofens.Figure 2 shows the electrical circuit diagram of an oven according to the invention.
Figur 3 ist ein Diagramm, das die Heizleistung während einer Pyrolysereinigung darstellt.Figure 3 is a graph showing the heating power during pyrolysis cleaning.
In diesem Beispiel enthält der Backofen 10 (Figur 1) in üblicher Weise einen Oberhitzen-Widerstand (oder Grill) 11 und einen Unterhitzen-Widerstand 12, wodurch die auf einer Zwischenstufe 13 angeordneten Lebensmittel gekocht werden können.In this example, the oven 10 (Figure 1) contains, in the usual way, a top heating element (or grill) 11 and a bottom heating element 12, whereby the foodstuffs arranged on an intermediate level 13 can be cooked.
In diesem Beispiel ist nur ein Widerstand 11 für die Oberhitze und ein Widerstands 12 für die Unterhitze vorgesehen (Figur 2):In this example, only one resistor 11 is provided for the top heat and one resistor 12 for the bottom heat (Figure 2):
Die Widerstände 11 und 12 werden vom Versorgungsnetz mit Wechselstrom parallel gespeist. Der Widerstand 11 liegt in Reihe mit einem Triac 15. Auch der Widerstand 12 liegt in Reihe mit einem Triac 16.Resistors 11 and 12 are supplied with alternating current in parallel from the supply network. Resistor 11 is in series with a triac 15. Resistor 12 is also in series with a triac 16.
Die Triacs 15 und 16 werden von einem Mikroprozessor 17 gesteuert. Hierzu ist ein Ausgang 17&sub1; des Mikroprozessors 17 mit der Zündelektrode des Triac 15 über eine Schnittstellenschaltung 18 verbunden. In gleicher Weise ist ein Ausgang 17&sub2; mit der Zündelektrode des Triacs 16 über eine weitere Schnittstellenschaltung 19 verbunden.The triacs 15 and 16 are controlled by a microprocessor 17. For this purpose, an output 17₁ of the microprocessor 17 is connected to the ignition electrode of the triac 15 via an interface circuit 18. In the same way, an output 17₂ is connected to the ignition electrode of the triac 16 via a further interface circuit 19.
Außerdem besitzt der Mikroprozessor 17 Eingänge 17&sub3;, 17&sub4;, 17&sub5; usw., an die binäre Signale angelegt werden, die Programmadressen im Speicher des Mikroprozessors 17 bedeuten.In addition, the microprocessor 17 has inputs 17₃, 17₄, 17₅, etc., to which binary signals are applied which represent program addresses in the memory of the microprocessor 17.
Der Ausgang 17&sub1; steuert das Triac 15 leitend, so daß bei jeder Wechselstromperiode des Netzes (mit der Frequenz von 50 Hz) das Triac während einer von der an den Widerstand 11 zu liefernden Leistung abhängigen Zeit leitend ist. Dieser Teil der Dauer jeder Wechselstromperiode, während der der Widerstand 11 gespeist wird, wird durch das Programm im Mikroprozessor bestimmt.The output 17₁ controls the triac 15 so that during each alternating current period of the network (with the frequency of 50 Hz) the triac is conductive for a time dependent on the power to be supplied to the resistor 11. This part of the duration of each alternating current period during which the resistor 11 is supplied is determined by the program in the Microprocessor determined.
In entsprechender Weise steuern die Programme des Mikroprozessors 17 über den Ausgang 17&sub2; die Leitdauer des Triac 16 in jeder Wechselstromperiode des Netzwechselstroms.In a corresponding manner, the programs of the microprocessor 17 control the conduction time of the triac 16 in each alternating current period of the mains alternating current via the output 172.
Die Eingänge 17&sub3;, 17&sub4; und 17&sub5;, die mit Tasten 20, 21 und 22 verbunden sind, können vorprogrammierte Betriebe bestimmen, wie weiter unten gezeigt wird.Inputs 17₃, 17₄ and 17₅, connected to keys 20, 21 and 22, can determine pre-programmed operations as shown below.
Außerdem enthält der Mikroprozessor einen Eingang 17&sub7;, an den über eine Schnittstellenschaltung 30 ein elektrisches Signal angelegt wird, das von einer Thermoelementsonde 31 geliefert wird. Diese Sonde liefert ein Signal betreffend die Temperatur im Inneren des Backofens 10. Die Sonde 31 befindet sich im Inneren dieses Backofens.The microprocessor also includes an input 177 to which an electrical signal supplied by a thermocouple probe 31 is applied via an interface circuit 30. This probe supplies a signal relating to the temperature inside the oven 10. The probe 31 is located inside this oven.
Ein anderer Eingang 17&sub8; des Mikroprozessors 17 empfängt über eine Schnittstellenschaltung 32&sub1; ein von einem variablen Widerstand 32 oder einer Kodierscheibe geliefertes Signal, das die vom Benutzer eingestellte Temperatur angibt. Die Anzeige dieser Solltemperatur erfolgt an einem Betätigungsorgan, das auf dem Steuerpult des Herdes angeordnet ist.Another input 17₈ of the microprocessor 17 receives, via an interface circuit 32₁, a signal supplied by a variable resistor 32 or an encoder disk, which indicates the temperature set by the user. This set temperature is displayed on an actuator located on the control panel of the oven.
Ein Ausgang 17&sub9; des Mikroprozessors steuert über eine Schnittstellenschaltung 33&sub1; einen Riegel 34, um die nicht dargestellte Zugangstür zum Backofen automatisch zu verriegeln oder zu entriegeln. Die Umstände, unter denen eine solche Verriegelung erfolgt, werden weiter unten beschrieben.An output 17₀ of the microprocessor controls a latch 34 via an interface circuit 33₁ to automatically lock or unlock the oven access door (not shown). The circumstances under which such locking occurs are described below.
Der Mikroprozessor besitzt zwei weitere Eingänge 17&sub1;&sub0; und 17&sub1;&sub1;. Der Eingang 17&sub1;&sub0; ist mit einem variablen Widerstand 25 oder einer Kodierscheibe über eine Schnittstellenschaltung 25&sub1; verbunden. Der Mikroprozessor wandelt den Wert des einstellbaren Widerstands 25 in eine Leitdauer des Triac 15 in jeder Wechselstromperiode des Netzes um. Der Wert des Widerstands 25 wird vom Benutzer, beispielsweise mit Hilfe eines Drehknopfs oder eines Schiebers mit linearer Verschiebung, abhängig von der für den Widerstand 11 gewünschten Speiseleistung bestimmt.The microprocessor has two further inputs 17₁₀ and 17₁₁. The input 17₁₀ is connected to a variable resistor 25 or a code disk via an interface circuit 25₁. The microprocessor converts the value of the adjustable resistor 25 into a conduction period of the triac 15 in each AC period of the network. The value of the resistor 25 is set by the user, for example by means of a rotary knob or a slider with linear displacement, depending on the value desired for the resistor 11. Power output is determined.
In gleicher Weise ist der Eingang 17&sub1;&sub1; des Mikroprozessors 17 mit einem variablen Widerstand 26 oder einer Kodierscheibe über eine weitere Schnittstellenschaltung 26&sub1; verbunden. Der Widerstand 26 hat bezüglich des Triac 16 die gleiche Aufgabe wie der Widerstand 25 bezüglich des Triac 15.Similarly, the input 17₁₁ of the microprocessor 17 is connected to a variable resistor 26 or an encoder disk via a further interface circuit 26₁. The resistor 26 has the same function with respect to the triac 16 as the resistor 25 has with respect to the triac 15.
In einem Beispiel besitzen die Steuerungen an den Eingängen 17&sub3;, 17&sub4; und 17&sub5;, die die vorprogrammierten Steuerungen darstellen, Priorität bezüglich der Steuerung über die Eingänge 17&sub1;&sub0; und 17&sub1;&sub1;.In one example, the controls at inputs 173, 174 and 175, which represent the pre-programmed controls, have priority over the control via inputs 1710 and 1711.
In Figur 3 wurde ein Diagramm entsprechend dem dem Eingang 17&sub3; zugeordneten Programm dargestellt. Dieser Eingang hat die Aufgabe, die Pyrolysereinigung zu steuern. Die Zeit t ist als Abszisse und die Temperatur T als Ordinate aufgetragen.Figure 3 shows a diagram corresponding to the program associated with the input 17₃. This input has the task of controlling the pyrolysis cleaning. The time t is plotted as the abscissa and the temperature T as the ordinate.
Das Diagramm 50 zeigt also die Veränderung der Temperatur T in Grad Celsius abhängig von der Zeit t.Diagram 50 shows the change in temperature T in degrees Celsius as a function of time t.
Solange die Temperatur in dem Backofen, die von der Sonde 31 erfaßt wird, unter 180ºC liegt, ist die an die Widerstände 11 und 12 gelieferte Heizleistung maximal, d.h. daß die Triacs 15 und 16 während jeder Wechselstromperiode des Netzes permanent leitend sind. Ab der Temperatur von 180ºC besteht die Gefahr, daß Rauch und Kohlenmonoxid CO aufgrund einer unvollkommenen Verbrennung freigesetzt werden, und zwar umso mehr, als bei dieser Temperatur der nicht dargestellte Katalysator, der im allgemeinen an der Decke des Backofens angebracht ist, noch nicht aktiv ist. Unter diesen Bedingungen bewirkt der Mikroprozessor, sobald die Temperatur im Backofen 180ºC überschreitet (im Zeitpunkt t&sub1;), eine Verringerung der an die Widerstände gelieferten Leistung, insbesondere an den Widerstand 12 für Unterhitze, wie dies in dem französischen Patent 2 588 641 der Anmelderin beschrieben ist. Auf diese Weise werden die organischen Verschmutzungen, die sich üblicherweise im unteren Bereich des Backofens befinden, nicht verbrannt, solange der Katalysator nicht in Betrieb ist.As long as the temperature in the oven, detected by the probe 31, is below 180°C, the heating power delivered to the resistors 11 and 12 is maximum, that is to say that the triacs 15 and 16 are permanently conducting during each alternating current period of the network. From the temperature of 180°C, there is a risk of smoke and carbon monoxide CO being released due to incomplete combustion, all the more so since at this temperature the catalyst (not shown) which is generally placed on the roof of the oven is not yet active. Under these conditions, as soon as the temperature in the oven exceeds 180°C (at time t₁), the microprocessor causes a reduction in the power delivered to the resistors, in particular to the bottom heating resistor 12, as described in the applicant's French patent 2 588 641. In this way, the organic pollutants which are usually present in the lower part of the oven are removed. of the oven are not burned as long as the catalyst is not in operation.
Wenn dann zum Zeitpunkt t&sub2; die Temperatur 250ºC erreicht ist, die von der Sonde 31 erfaßt wird, steuert das Programm erneut die Speisung der Widerstände 11 und 12 auf volle Leistung, um schnell die Temperatur von 500ºC zu erreichen. Von dieser Temperatur 250ºC an ist der Katalysator in Betrieb und es gibt somit praktisch keine Emissionen von Kohlenmonoxid und Rauch. Bevor die Temperatur von 500ºC jedoch erreicht ist, liefert der Mikroprozessor, wenn die Temperatur von 350ºC (zum Zeitpunkt t&sub3;) erreicht ist, ein Signal an seinem Ausgang 17&sub9;, das den Riegel 34 betätigt, um ein Öffnen der Zugangstür zum Backofen zu verhindern. Dieser Riegel 34 bleibt in der Sperrstellung, solange die Temperatur über 350ºC liegt.Then, when the temperature of 250ºC is reached at time t2, as detected by the probe 31, the program again controls the power supply of the resistors 11 and 12 to full power in order to quickly reach the temperature of 500ºC. From this temperature of 250ºC, the catalyst is in operation and there are therefore practically no emissions of carbon monoxide and smoke. However, before the temperature of 500ºC is reached, when the temperature of 350ºC is reached (at time t3), the microprocessor delivers a signal at its output 179 which activates the latch 34 to prevent the oven access door from being opened. This latch 34 remains in the locked position as long as the temperature is above 350ºC.
Wenn im Zeitpunkt t&sub4; die Temperatur 500ºC oder eine knapp darunterliegende Temperatur, beispielsweise 480ºC erreicht ist, verringert man die an die Widerstände geliefert Leistung erheblich, um die mit einer Überschreitung der Temperatur von 500ºC verbundenen Gefahren zu begrenzen. Der Mikroprozessor hält dann während einer durch sein Programm festgelegten Zeit die Speisung der Widerstände 11 und 12 auf einem solchen Wert, daß die Temperatur unter einem Wert von 500ºC bleibt. Das Betriebsende erfolgt automatisch, und zwar ebenfalls aufgrund einer Steuerung durch den Mikroprozessor 17.When, at time t4, the temperature reaches 500ºC or a temperature just below it, for example 480ºC, the power supplied to the resistors is reduced considerably in order to limit the risks associated with exceeding the temperature of 500ºC. The microprocessor then maintains the power supply to the resistors 11 and 12 at a value such that the temperature remains below 500ºC for a time determined by its program. The operation ends automatically, also under the control of the microprocessor 17.
Die Sonde 31 wird auch während des üblichen Betriebs des Backofens wirksam, d.h. wenn bestimmte im Speicher des Mikroprozessors enthaltene Kochprogramme ablaufen, die durch Betätigung der Tasten 21, 22 usw. aktiviert werden, oder wenn unmittelbar über die Potentiometer 25 und 26 die an die Heizwiderstände 11 und 12 gelieferte Leistung gesteuert wird.The probe 31 also comes into operation during normal operation of the oven, i.e. when certain cooking programs stored in the microprocessor memory are running and activated by pressing the buttons 21, 22, etc., or when the power supplied to the heating elements 11 and 12 is controlled directly by means of the potentiometers 25 and 26.
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Legal Events
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8370 | Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted | ||
8370 | Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BRANDT INDUSTRIES, RUEIL MALMAISON, FR |
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