DE2449704A1 - Vorrichtung zum erwaermen von materialien - Google Patents
Vorrichtung zum erwaermen von materialienInfo
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- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/918—Heated and cooled food cabinets and/or trays
- Y10S165/919—Wheeled
Description
München, den 17.Oktober 1974
Meine Aktes P 1226
Anmelder: Meyers Systems and Technology, Inc. 379 Wetherell Street
Manchester/Connecticut USA
Vorrichtung zum Erwärmen von Materialien
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Aufwärmung und Rekonditionierung von Speisen, insbesondere auf eine Vorrichtung
bei welcher mittels einer Kombination von thermoelektrischen Heiz-
und Kühlvorrichtungen, Infrarotheizung und Befeuchtungsvorrichtungen ein schnelles Aufwärmen oder Rekonditionieren von Speisen.auf
einfache und gezielte Weise erreicht wird, wobei ein Ausdörren' und Versengen der Speisenoberfläche verhindert wird, und die gewünschte
Feuchtigkeit der Speisen erhalten bleibt.
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Das Problem des wirkungsvollen Aufwärmens und Rekonditionierens von Speisen ohne Beeinträchtigung deren
Qualität ist heute vielfach gestellt, hauptsächlich in Anstalten und Gemeinschaften wie Krankenhäusern, G-enesungs-
und Pflegeheimen, sowie auch beim sogenannten System der "Mahlzeiten auf Rädern", welches neuerdings zum Zustellen
von Mahlzeiten in die Wohnungen älterer Personen aufgekommen ist» Die fertig zubereiteten Mahlzeiten können entweder
gekühlt .sein und nach Entnahme aus dem Kühlraum erwärmt und serviert werden, oder aber sie werden aus einer Zentralküche
direkt in die einzelnen Räumlichkeiten, in denen sie
serviert werden sollen^ gebracht, wie z.B. in die einzelnen Zimmer eines grossen Krankenhauses» In jedem Falle müssen
die Speisen aufgewärmt und/oder rekonditioniert werden, damit sie mit der geeigneten Temperatur und in einwandfreiem
Zustand serviert werden können.
Bei den bekannten lösungen zum Aufwärmen
und/oder Rekonditionieren von Speisen treten eine Reihe von Problemen auf. Das Erzielen und Einhalten der für die Speisen
günstigsten Temperaturen ist" schwierig durchzuführen; die Speisen sind oft ungleichmässig erwärmt, zeB. sind die
oberen Schichten zu heiss und die unteren zu kalt - oder umgekehrt - je nachdem aus welcher Richtung die Wärme zugeführt
wird| die Oberfläche der Speisen hat oft die Tendenz auszudörren und/oder zu versengen, wenn Infrarotstrahler
oder eine andere<, direkte Wärmezufuhr angewandt werden;
auch, v/erden die Speisen beim Aufwärmungs- und/oder Rekonditionierungsprozess
oft ausgetrockneto
Es sind Vorschläge gemacht worden? das
Aufwärmen der Speisen mittels thermoelektrischer oder
durchzuführen, wobei auch
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eine Befeuchtung der Speisen vorgeschlagen wurde. Typische Beispiele für den diesbezüglichen Stand der Technik sind
durch die US-Patente Nr 2.959.925, Nr 3.038,986, Nr 3.408*481
und Nr 3.545.832 gegeben. Jedoch lösen weder diese Patente noch andere Vorrichtungen des Standes der Technik
die Probleme des Ausdörrens· oder Versengens der Speisenoberfläche
und -des Austrocknens der Speisen (Probleme, die in der Speisenerwärmungstechnik besonders schwerwiegend
sind), sowie das Problem der gleichförmigen Wärmeverteilung auf zufriedenstellende Weise,
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur
Aufgabe gemacht, die erwähnten und auch andere Probleme bzw.
Nachteile des Standes der Technik mittels einer verbesserten Erwärmungsvorrichtung zu verringern oder zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch
gelöst, dass ein.e Vorrichtung zum Erwärmen von Materialien, ■ '
insbesondere Speisen, vorgesehen ist, welche thermoelektrische
Elemente mit entgegengesetzt angeordneten heissen und kalten Zonen aufweist, wobei die heissen Zonen dieser Elemente so
disponiert sind, dass sie ein sich darüber befindliches Speisengefäss von unten aufheizen, während die, kalten Zonen
aieser Elemente als Wärmesenke für die Oberfläche eines sich onter dem ersten Speisengefäss befindlichen zweiten Speisengefässes
fungieren; es sind desweiteren Infrarotheizelemente vorgesehen, welche seitlich von den erwähnten thermoelektrischen
Elementen angebracht sind und als Wärmequelle zum "Erwärmen der Oberseite des erwähnten, zweiten Speisengefässes
fungieren.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich ·
ganz besonders zum Einbau, in Gehäuses, wie z.B„ in Speisentransportwagen,
in denen die einzelnen Speisenplatten
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etagenweise übereinander in dafür vorgesehenen Regalen rangiert sind.
Die heisse Zone einer thermoelektrischen Vorrichtung befindet sich unter dem Boden eines jeden der
vertikal übereinander disponierten Serviertabletts oder Speisengefässe und fungiert als Wärmequelle zum Erwärmen
des Tablett- oder Gefässbodens und damit der unteren Speisenschichten. Zwischen der heissen Zone der thermoelektrischen
Vorrichtung und dem Speisengefäss befindet sich eine Dampfkammer, in welcher Wasser unter der Wirkung
der von der heissen Zone gelieferten Wärme zum Verdampfen gebracht wird. Die kalte Zone der thermoelektrischen
Vorrichtung und ein oder mehrere Infrarotheizelemente
befinden sich oberhalb des eine Etage tiefer stehenden Speisengefässes und sind gegen die Oberfläche der sich
in diesem Gefäss enthaltenen Speisen gerichtet. Dieses eine Etage tiefer stehende Speisengefäss wird natürlich
von unten in der gleichen Weise erhitzt wie soeben für das eine Etage höher stehende erläutert wurde. Die Infrarotheizelemente
fungieren als Wärmequelle zum Erwärmen der oberen Schichten der Speisen, sodass letztere also sowohl
von unten als auch von oben erwärmt werden, wobei die kalte Zone der thermoelektrischen Vorrichtung eine Wärmesenke
erzeugt um die sich zwischen den Speisen und den Infrarotstrahlern befindliche Luft abzukühlen und so ein
Ausdörren oder Versengen der Speisenoberfläche zu verhindern. Zwecks Erzeugung einer kontrollierten Befeuchtung
der Speisen beschickt eine aus der Dampfkammer abgezweigte Dampfleitung die Speisenoberfläche mit Dampf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben.
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Es zeigen:
Figur 1, eine perspektivische Ansicht eines Speisenservierwagens als Anwendungsbeispiel für die vorliegende
Erfindung.
Figur 2, ein Vertikalschnitt zweier Regale des Speisenservierwagens nach Figur 1.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtung, eingebaut in einen Speisenservierwägen 10 der Art, wie
sie z.B. für den Transport von Speisen von einer Zentralstelle, etwa einer Zubereitungsküche oder einem Kühllager, zu den
Andienungsstellen, etwa den einzelnen Zimmern eines Krankenhauses,
eingesetzt werden*, Der Wagen kann ein oder mehrere Abteile 12 aufweisen, welche durch Türen p.a. zugänglich
sind. In Figur 1 ist eine dieser Abteiltüren nur teilweise dargestellt, sodass etagenweise übereinander angeordnete
und aus Konsolen oder Schienen 15 bestehende Regale 14 zu
erkennen sind, welche die zu transportierenden Serviertabletts 16 aufnehmen.
In Figur 2 sind zwei direkt übereinander-
liegende Regale 14 dargestellt, wobei unterstellt ist, dass
die Anordnung der beiden gezeigten Regale repräsentativ ist für alle jeweils direkt übereinanderliegenden Regale
eines Abteils, sodass es zum Verständnis der Erfindung ausreicht, den allgemeinen Aufbau derselben auf die Beschreibung
der beiden in Figur 2 gezeigten, direkt übereinanderliegenden
Regale zu beschränken.,
Auf jedem der in Figur 2 dargestellten Tabletts 16 befindet sich ein Gefäss 18 für warm zu servie-
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rende Gerichte, während andere, bei Raumtemperatur zu servierende
Speisen oder Essbestecke sich in einer gewissen Entfernung vom Gefäss 18, z.B. bei 20 und 22, befinden.
Das gewünschte Erwärmen, Abkühlen und Befeuchten der im Gefäss 18 enthaltenen Speisen wird
von einer Konditioniervorrichtung 24 besorgt, welche sich zwischen jeweils zwei direkt übereinanderliegenden Regalen
14 befindet. Diese Konditioniervorrichtung begreift eine Dampferzeugungskammer 26, welche Berührungskontakt mit der
Unterseite des Tabletts 16 hat; eine thermoelektrische Einheit 28, deren heisse Seite 30 an der Dampferzeugungskammer
anliegt und deren kalte Seite 32 von derselben hinwegzeigt; und einen oder mehrere Infrarotstrahler 34
welche seitlich an der thermoelektrischen Vorrichtung
angebracht sind. Die thermoelektrische.. Vorrichtung 28 und die Infrarotstrahler 34 werden mittels geeigneter
elektrischer Stromquellen betrieben und können, je nach Wunsch, thermostatisch oder zeitlich gesteuert sein» Die
Konditioniervorrichtungen 24 können in einer beliebigen, zweckdienlichen Weise fixiert sein, z.B. an der Rückwand
des Servierwagens, von wo dann auch die Stromversorgung vorgesehen werden kann.
Zwei benachbart übereinanderliegenden Regalen ist jeweils eine dieser Konditioniervorrichtungen zugeordnet,
und war direkt unterhalb jedes der Regale liegend, wobei
.eine jede Kondition! ervorrichtimg sowohl aiii aas Gefäss
des oberen als auch auf das CJefäss 18 des unteren Regals
einwirkt· Die lioiss® Eoaa 3ö der tiiar-moelektriselien
Einheit srhitst die Dampf erzeugpmgslEainmer 26P soaass das
in dieser enthalten© Wasser- erhitzt wird und teilweise
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verdampft, wodurch die Unterseite des sich darüber befindlichen Gefässes 18 erwärmt wird. Die heisse Zone 30
erwärmt also die unteren Schichten der im Gefäss 18 enthaltenen Speisen, wobei ein Ueberhitzen dieser unteren
Speisenschichten dadurch ausgeschlossen ist, dass aufgrund der beschriebenen Anordnung der Gefässboden höchstens die
Siedetemperatur des Wassers in der Dampferzeugungskammer
26 annehmen kann. Gleichzeitig mit dem Erwärmen der Unterseite des Gefässes 18 werden mittels Infrarotstrahlern 34
die oberen Speisenschichten des Gefässes 18 auf dem direkt darunter liegenden Regal erwärmt. Da die Infrarotstrahler
34 direkt auf die Speisenoberfläche einwirken, besteht, wie bei jeder direkten Erhitzung, die Gefahr des Ausdörrens
oder Versengens der Speisen.· Dies wird erfindungsgemäss durch das Vorsehen einer kalten Zone 32 oberhalb des
Gefässes 18 verhindert. Diese kalte Zone 32 sorgt nämlich
für eine Abkühlung der sich zwischen dem Speisengefäss 18 und der Konditioniervorrichtung befindlichen Luftschicht,
wodurch eine Temperaturregelung der oberen Speisenschichten gegeben ist und ein Ausdörren oder Versengen derselben
verhindert wird.
Wie aus vorstehenden Ausführungen hervorgeht, werden die sich in einem Gefäss 18 befindlichen Speisen auf
kontrollierte Art und Weise sowohl von oben als auch von unten erwärmt. Die von unten erfolgende Erwärmung wird dabei
von der heissen Zone 30 der thermoelektrischen Vorrichtung
besorgt, wobei hier eine Temperaturkontrolle durch die Dampferzeugungskammer 26 gegeben ist, während die von
oben erfolgende Erwärmung von Infrarotstrahlern 34 übernommen wird und in diesem Bereich eine Temperaturkontrolle durch die
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kalte Zone 32 der thermoelektrischen Vorrichtung gegeben
ist. Die erfindungsgemässe Konditioniervorrichtung verkörpert
demnach eine neuartige und besonders wirkungsvolle Heiz- und T emp eraturregelungs einh e i t.
Die Dampferzeugungskammer 26 dient ausserdem
dem weiteren Zweck;, Dampf bereitzustellen um eine bestimmte, gewünschte Feuchtigkeit der in jedem der Gefässe 18 befindlichen
Speisen gewährleisten zu können. Zu diesem Zweck sind Dampfabführleitungen 38 vorgesehen, welche aus jeder Dampferzeugungseinheit
in den Bereich des sich auf dem darunterliegenden Regal befindlichen Speisengefässes geführt sind,
wobei der Dampf durch die Abführleitung 38 aus der Dampfkammer
26 abgeleitet und der Oberseite der sich im Gefäss 18 befindlichen Speisen zwecks Befeuchten derselben zugeführt
wird. Es können geeignete Ventile, wie z.B. das Ventil 40, vorgesehen werden, welche entweder ein kontinuierliches oder
ein gesteuertes, intermittierendes Befeuchten erlauben oder aber die Dampfzufuhr zu den Speisen sperren, falls ein
Befeuchten derselben nicht erwünscht ist.
Die thermoelektrischen Einheiten 28 sind in Form von flachen Blöcken oder Tafeln verfügbar. Es ist
deshalb vorteilhaft - obschon auch andere Sorten von Heizstrahlern erhältlich sind - die Infrarotstrahler 34, welche
vorzugsweise vom keramischen Typ geringer Leistung sind, ebenfalls als flache Blöcke vorzusehen. Auf diese Weise
können dann die Infraroteinheiten und die thermoelektrische
Einheit zu einem einzigen, flachen Paket, welches weder bewegliche Teile noch offene Zwischenräume aufweist, zusammengefasst
werden. Eine solche Ausgestaltung ist aus hygienischen Gründen sehr günstig, da keine Zwischenräume, Fugen u.a.
vorhanden sind in denen sich Schmutz, Bakterien und andere unerwünschte Substanzen ansammeln können. Die erfindungs-.gemässe
Heizeinheit ermöglicht ein beliebiges Erwärmen der
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einzelnen, in eimern Servierwagen tint ergebracht en Tabletts.
Es ist jedoch selbstverständlich, dass auch mehrere Kondition! ereinheit en 24 nebeneinander unter jedem Regal angeordnet
werden können, wenn letztere z.B. so breit sein sollen, dass sie auch eine grössere Zahl von Speisengefässen aufnehmen
können. Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung erfolgt ein relativ ausgeglichenes Erwärmen sowohl der unteren als auch
der oberen Schichten der zu erwärmenden oder zu rekonditionierenden Speisen, wobei durch die Kühlwirkung der
kalten Zone 32 Unterschiede in der Strahlungswärmeabsorption zwischen den verschieben Speisen eines Gerichtes ausgeglichen werden. Das Erwärmen und Rekonditionieren geht
verhältnismässig schnell - etwa in 5 bis 10 Minuten - vor
sich, wobei der Leistungs.bedarf dank der verwendeten Heizelemente und. "der Doppelfunktion der thermostatischen Einheiten
28 trotzdem gering bleibt.
Wie aus vorstehenden Ausführungen hervorgeht, stellt die erfindungsgemässe Vorrichtung ein System zum
Erwärmen und Rekonditionieren von Speisen dar, bei welchem letztere zwecks gleichmässiger Erwärmung von oben und von
unten erwärmt werden, wobei ein Ausdörren oder Versengen der oberen Speisenschicht verhindert wird und eine kontrollierte
Befeuchtung mittels Dampf vorgesehen ist. Die von unten erfolgende Erwärmung ist gesteuert bzw. begrenzt durch den
Umstand, dass die heisse Zone der thermo elektrischen Vorrich-tung die unteren Speisenschichten nicht direkt beaufschlagt,
sondern nur mittelbar über eine zwischengeschaltete Wasserbzw. Dampfkammer. Hierdurch ist natürlich die Höchsttemperatur
dieser unteren Speisenschichten auf die Siedetemperatur des Wassers beschränkt. In ähnlicher Weise bewirkt die oberhalb
der oberen Speisenschichten vorgesehene kalte Zone der thermoelektrischen
Vorrichtung einen Wärmeabzug von diesen oberen Schichten, wodurch die Heizwirkung der Infrarotstrahler -
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ίο -
eingeschränkt und ein Ausdörren oder Versengen der Speisenoberfläche,
was bisher beim Gebrauch von Infrarotheizvorriehtungen ein grosses Problem darstellte, verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung eignet sich zwar ganz besonders für den Einsatz in einem Speiseservierwagen,
so, wie vorstehend erläutert, sie kann jedoch vorteilhaft überall dort eingesetzt werden? wo gelagerte Materialien
erwärmt und/oder rekonditioniert werden sollen wie beispielsweise in industriellen Anlagen, in denen bestimmte Materialien,
wie z.B. Kunststoffe, welche kalt gelagert werden, vor dem Verarbeiten erwärmt werden müssen.
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Claims (9)
1. Vorrichtung zum Erwärmen von Materialien gekennzeichnet duaKch thermoelektrische Elemente (28) mit
entgegengesetzt gerichteten heisseri (30) und kalten (32) Zonen, wobei die heisse Zone (30) dieser thermoelektrischen
Elemente derart angeordnet ist, dass sie als Wärmequelle zum Erwärmen der einen Seite von Materialien fungiert,
welche sich auf einem ersten Regal "befinden, während die kalte Zone dieser thermoelektrischen Elemente als Wärmesenke für
eine andere Seite von Materialien fungiert, welche sichauf einem zweiten Regal befinden, und wobei ferner direkt
neben den tnermoelektrischen Elementen (28) Infrarotheizelemente (34) angebracht sind, welche als Wärmequelle zum
Erwärmen der erwähnten anderen Seite der sich auf dem zweiten Regal befindlichen Materialien fungiert.
•
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoelektrischen Elemente (28)
etagenweise übereinander und die Infrarotheizelemente (34) iirekt neben letzteren angeordnet sind, wobei die Infrarotjieizelemente
(34) als Wärmequelle zum Erwärmen von Materialien fungieren, welche sich jeweils auf einem zweiten, unterhalb
ier Infrarotelemente liegenden Regal befinden und wobei die saite Zone (32) der thermoelektrischen Elemente (28) so
orientiert ist, dass sie als Wärmesenke für diese sich auf letztgenanntem Regal befindlichen Materialien fungiert.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Konditioniervor«-
richtung derart angebracht ist, dass Materialien auf einem ersten Regal von einer ersten Seite und Materialien auf
einem zweiten Regal von einer zweiten Seite erwärmt werden, dass eine zweite Kondition!ervorrichtung derart angebracht
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ist, dass die Materialien auf dem ersten Regal von einer
zweiten Seite und Materialien auf einem dritten Regal von einer ersten Seite erwärmt werden, wobei die drei Regale
etagenweise übereinander angeordnet sind, dass die erwähnten Konditioniervorrichtungen thermoelektrische
Elemente (28) mit entgegengesetzt gerichteten heissen (30) und kalten (32) Zonen, direkt neben diesen thermoelektrischen
Elementen (28) Infrarotheizelemente (34), und an die heissen Zonen der thermoelektrischen Elemente (28)
anschiiessende Wärmeübertragungselemente aufweisen, dass
die Wärmeübertragungselemente der ersten Konditioniervorrichtung direkt am ersten Regal anliegend angeordnet
sind zum Uebertragen der Wärme von der heissen Zone dieser ersten Konditioniervorrichtung zu den unteren Schichten der
auf diesem ersten Regal zu erwärmenden Materialien, dass die Infrarotheizelemente der zweiten Konditioniervorrichtung
Wärmequellen der oberen Schichten der sich auf diesem ersten Regal befindlichen Materialien sind und dass die
kalte Zone der zweiten Konditioniervorrichtung so angeordnet ist, dass sie als Wärmesenke für die Materialien des
ersten Regals fungiert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch
gekennzeichnet, dass die erwähnten Wärmeübertragungselemente
eine Dampfkammer (26) aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dampfkammer (26) mit einer Abführleitung (38) verbunden ist um Wasserdampf aus der Dampfkammer
(26) zu den sich auf dem zweiten Regal befindlichen Materialien zwecks Konditionierung derselben zu leiten.
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6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die kalte Zone der ersten Konditioniervorrichtung
so angeordnet ist, dass sie als Wärmesenke für die Materialien des zweiten Regals fungiert, dass die
Infrarotheizelemente dieser ersten Konditioniervorrichtung so angeordnet sind, dass sie als Wärmequelle für die ·
oberen Schichten der sich auf dem zweiten Regal 'befindlichen Materialien fungieren, und dass die Wärmeübertragungselemente der zweiten Konditioniervorrichtung direkt am
dritten Regal anliegend angeordnet sind und die Wärme der heissen Zone dieser zweiten Konditioniervorrichtung auf
die unteren Schichten der sich auf dem dritten Regal befindlichen Materialien übertragen wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Konditioniervorrichtungen jeweils aus einer Einheit bestehen welche ein thermoelektrisches
Element (28) mit übereinanderliegenden heissen (30) und
kalten (32) Zonen und längsseitig dazu angeordneten Infrarotheizelementen (34) aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl
von etagenweise übereinander angeordneten Regalen (14) mit dazwischen liegenden Konditioniervorrichtungen (24)
vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zu ,
erwärmenden Materialien Speisen sind.
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