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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kochen in einem gekühlten Ofen,
und genauer gesagt einen Brat- bzw. Backzeit-Kochzyklus für einen gekühlten Ofen.
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Beschreibung
des zugehörigen
Standes der Technik
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Öfen zum
Kochen oder Backen von Nahrungsmitteln sind überall zu finden. Während verschiedene Öfen eine
Vielfalt von unterschiedlichen Eigenschaften und Kochzyklen haben
können,
enthält
nahezu jeder zeitgemäße Ofen
eine Kochkammer zum Aufnehmen des zu kochenden Nahrungsmittels und
eine Wärmequelle
bzw. Heizquelle zum Heizen der Kochkammer auf eine von einem Anwender
ausgewählte
Kochtemperatur für
eine von einem Anwender ausgewählte
Zeitperiode. Die Heizquelle besteht normalerweise aus einem oder
mehreren Elektro- oder Gas-Heizelementen, die innerhalb der Kochkammer
positioniert sind. Einige Öfen
verwenden ein Magnetron zum Erzeugen von Mikrowellen als die Heizquelle.
Eine Vielfalt von Steuerungen, einschließlich von Anwender-Eingabevorrichtungen und
Anzeigen, ermöglichen
dem Anwender, die bevorzugte Kochtemperatur und die bevorzugte Kochzeit
einzugeben. Ein allgemeiner Kochzyklus ist ein Back- bzw. Bratzeitzyklus,
bei welchem der Anwender die Startzeit und die Stoppzeit des Kochzyklus steuern
kann. Eine allgemeine Anwendung für den Backzeitzyklus ist für ein Kochen
von Nahrungsmitteln, während
der Anwender nicht zu Hause ist, wie beispielsweise bei der Arbeit,
und das Kochen des Nahrungsmittels bei der erwarteten Ankunft des
Anwenders zu Hause beendet sein wird, wie beispielsweise dann, wenn
der Anwender von der Arbeit heimkommt. Der Vorteil eines Backzeitzyklus
besteht darin, dass der Anwender das Nahrungsmittel kochen kann,
ohne dass er präsent
ist, und das Nahrungsmittel bei einer erwarteten Ankunftszeit des
Anwenders fertig haben kann.
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Ein
Nachteil der Verwendung eines Backzeitzyklus bei einem Ofen besteht
darin, dass die Kochzeit für
die meisten Nahrungsmittel wesentlich geringer als das Ausmaß an Zeit
ist, für
welches der Anwender weg ist, was es nötig macht, dass das Nahrungsmittel
mehrere Stunden vor der Startzeit des Kochzyklus in der Kochkammer
platziert ist. Beispielsweise werden die meisten Nahrungsmittel
innerhalb von 2–3
Stunden gekocht, während
die meisten Anwender einen herkömmlichen
8-Stundentag arbeiten,
ausschließlich
einer Pendelzeit, was erfordert, dass das Nahrungsmittel wenigstens
fünf Stunden
vor der Startzeit des Backzeitzyklus in der Kochkammer platziert
ist. Nicht alle Nahrungsmittel können
für lange
Zeitperioden in dem Ofen platziert sein, ohne zu verderben. Viele
Typen von Nahrungsmitteln, die zum Kochen im Ofen geeignet sind,
erfordern eine kontinuierliche Kühlung
vor einem Kochen. Diese Nahrungsmittel können vor der Initiierung der Startzeit
des Backzeitzyklus verderben.
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Ein
Versuch zum Lösen
des Problems eines Verderbens von Nahrungsmitteln, während sie
während
der Verzögerung
vor dem Start des Backzeitzyklus in der Kochkammer platziert sind,
enthielt das Hinzufügen
einer Kühleinheit
zu dem Ofen zum Kühlen
der Kochkammer vor der Initiierung des Backzyklus. Eine solche Kombination
aus Kühlgerät und Ofen ist
im US-Patent Nr.
4,884,626 von Filipowski offenbart, welches ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des
unabhängigen
Anspruchs 1 offenbart.
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Das
Patent von Filipowski betrifft das Verderben des gekochten Nahrungsmittels
nach der Beendigung der Backzeit durch Beginnen eines Kühlzyklus
zum Kühlen
des gekochten Nahrungsmittels auf das Verstreichen einer vorbestimmten
Zeit ab der Beendigung der Backzeit hin, solange die Ofentür nicht geöffnet wurde.
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Frühere gekühlte Öfen haben
strukturelle Nachteile in Bezug auf die innewohnenden Schwierigkeiten
beim Kombinieren eines herkömmlichen Kühlsystems
mit einem herkömmlichen
Ofen, welche sich widersprechende Funktionen haben: eine heizt und
eine kühlt.
Diese Probleme können
variieren und vor allem folgendes enthalten: die Schwierigkeit zum Transferieren
der gekühlten
Luft aus der Kühleinheit in
die Kochkammer, zum Finden von genügend Platz im Ofen mit Standardgröße für die Kühleinheit
und Bereitstellen eines einfachen Zugriffs auf die Kühleinheit
für eine
Wartung. Ein besonders schwieriges Problem in Bezug auf ein Einbauen
einer Kühleinheit bei
einem Ofen besteht im Schützen
des Kühlsystems
und seiner Komponenten vor der hohen Wärme, die durch den Ofen erzeugt
wird. Dieses Problem wird durch die hohen Temperaturen verschlimmert, die
während
eines Ofenreinigungszyklus erreicht werden; diese Temperaturen sind
nahezu 454°C (850°F). Eine
solche Wärme
erzeugt eine Umgebung, die die Betriebsfähigkeit einer herkömmlichen Kühleinheit
beschädigen
oder negativ beeinflussen kann. Beispielsweise kann die Temperatur,
die die Kühleinheit
umgibt, ausreichend groß genug
sein, um ein herkömmliches
Kühlsystem
negativ zu beeinflussen, was die Lebensdauer der Kühleinheit
stark reduziert oder veranlassen kann, dass das System vorzeitig
ausfällt.
Somit muss die Kühleinheit
richtig funktionieren können,
wenn sie in enger Nähe
zu dem sich selbst reinigenden Ofen angeordnet ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines gekühlten Ofens
zum Kochen eines Nahrungsmittelelements, das darin platziert ist.
Der gekühlte
Ofen besteht aus mehreren Komponenten, wie beispielsweise einer
Kochkammer mit einem Heizelement zum Heizen der Kochkammer, einer
Kühleinheit
zum Kühlen
der Kochkammer, einem Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur
der Kochkammer, einer Dateneingabevorrichtung zum Eingeben von von
einem Anwender ausgewählten
Kochzyklusparametern und einer Steuerung, die die Komponenten des
gekühlten
Ofens betriebsmäßig koppelt und
steuert, um ein Heizelement und die Kühleinheit in Reaktion auf die
erfasste Temperatur selektiv zu aktivieren, um dadurch das Verfahren
zu implementieren, wie es durch die Kochzyklusparameter definiert
ist.
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Das
Verfahren weist die folgenden Schritte auf: A) Kühlen der Kochkammer zum Verhindern
des Verderbens des Nahrungsmittelelements in der Kochkammer, indem
man die Kühleinheit
für eine erste
Zeitperiode einen Zyklus durchlaufen lässt; B) Heizen der Kochkammer
zum Kochen des Nahrungsmittelelements in der Kochkammer, indem man das
Heizelement für
eine zweite Zeitperiode einen Zyklus durchlaufen lässt; und
ist gekennzeichnet durch Verzögern
der Initiierung des Schritts A, bis die Temperatur des Kochkammerhohlraums
unter einer vorbestimmten Schwellentemperatur ist. Vorzugsweise
ist die vorbestimmte Schwellentemperatur um 77°C (170 Grad F).
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Der
Betrieb des gekühlten
Ofens wird vorzugsweise beendet, wenn die Initiierung des Schritts A über die
vorbestimmte Zeit hinausgehend verzögert ist. Vorzugsweise wird
die Temperatur während des
Kühlens
der Kochkammer auf einer ersten vorbestimmten Temperatur gehalten,
welche vorzugsweise durch die Steuerung eingestellt wird. Während des Kochens
des Nahrungsmittelelements wird die Temperatur der Kochkammer auf
einer zweiten vorbestimmten Temperatur gehalten, welche vorzugsweise durch
den Anwender eingegeben wird.
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Nach
der Beendigung des Kochschritts B kann die Kochkammer geheizt werden,
um das Nahrungsmittelelement auf einer Temperatur zu halten, die
auf eine Entfernung von der Kochkammer hin zum Servieren geeignet
ist, indem man das Heizelement für
eine dritte Zeitperiode einen Zyklus durchlaufen lässt. Während dieses
Wärmens
des Nahrungsmittelelements wird die Kochkammer vorzugsweise auf
einer dritten vorbestimmten Temperatur gehalten, welche vorzugsweise
durch die Steuerung eingestellt wird. Vorzugsweise wird der Wärmeschritt am
Ende des Kochschritts automatisch initiiert und wird auf das Öffnen der
Ofentür
hin beendet.
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Vorzugsweise
kann dann, wenn die Temperatur der Kochkammer sich innerhalb einer
vorbestimmten Zeitperiode nicht auf eine vorbestimmte Schwelle abkühlt, der
Kühlschritt
beendet werden.
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Ein
optionaler zweiter Kühlschritt
kann dem Wärmeschritt
folgen. Der zweite Kühlschritt
wird vorzugsweise nach dem Wärmeschritt
initiiert und dann für
eine vorbestimmte Zeitperiode aktiviert. Der zweite Kühlschritt
kann auf das Öffnen
der Ofentür
hin beendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht des gekühlten Ofens
gemäß der Erfindung
und stellt das Gehäuse
oder den Rahmen des Ofens dar, in welchem eine Kochkammer und eine
Kühleinheitskammer
ausgebildet sind, mit einer Tür
(die phantommäßig gezeigt
ist) zum Schließen der
Kochkammer in einer offenen Position gezeigt, mit einer modularen
Kühleinheit
teilweise innerhalb der Kühleinheitskammer
eingefügt
und mit einer Abdeckung für
die Kühleinheitskammer.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Gehäuses mit der modularen Kühleinheit
innerhalb der Kühleinheitskammer
eingefügt.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die identisch zu der 2 ist,
außer
dass die modulare Kühleinheit
nicht gezeigt ist, um Kaltluft- und Rücklaufdurchführungen
besser darzustellen, die die Kochkammer und die Kühleinheitskammer
fluidmäßig verbinden.
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4 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 der 3,
welche die Kaltluft- und Rücklaufdurchführungen
darstellt.
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5 ist
eine auseinander gezogene Ansicht der in 1 gezeigten
modularen Kühleinheit und
stellt die Komponenten der an einer Basis montierten modularen Kühleinheit
dar.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht der zusammengebauten modularen Kühleinheit
mit einer über
einer Verdampferanordnung angeordneten Isolierabdeckung von der
rechten vorderen Seite aus.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht der zusammengebauten modularen Kühleinheit
von der linken hinteren Seite aus und stellt die Kaltluft- und Rücklaufluftöffnungen
in der Isolierabdeckung dar.
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8 ist
identisch zu der 6, außer dass die Isolierabdeckung
entfernt ist, um die Verdampferanordnung einschließlich einer
Isolierunterlage darzustellen.
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9 ist
eine perspektivische Ansicht der Basis der modularen Kühleinheit
mit einer integriert ausgebildeten Verdampfermulde.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht der Isolierunterlage zum Isolieren
eines Verdampfers von einer Basis der modularen Kühleinheit,
wobei die Isolierunterlage eine Kondensationsauffangmulde und einen
Ablauf- bzw. Drainagekanal bildet.
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11 ist
ein Schema einer allgemeinen Steuerung zum Steuern des Betriebs
des Ofen-Heizelements und der Kühleinheit
in Reaktion auf eine Temperatursensoreingabe und eine von einem
Anwender ausgewählten
Eingabe, die durch die Steuerung von einer Eingabe/Anzeigevorrichtung
empfangen werden.
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12 ist
ein Schema eines bevorzugten Hauptzyklus eines Betriebs für den gekühlten Ofen mit
den Zyklen oder Schritten von Daten_Eingabe, Kühl_Zyklus, Back_Zyklus und
dann Wärme_Zyklus, gefolgt
durch einen optionalen Kühl_Zyklus.
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13 ist
ein Schema eines Daten_Eingabe-Schritts zum Einstellen der Parameter
des bevorzugten Back_Zeit_Zyklus.
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14 ist
ein Schema der Schritte oder Zyklen für den Kühl_Zyklus, welcher eine Kochkammertemperaturprüfung, eine
Kühlsystemprüfung und
einen Kühl_Zyklus
enthält.
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15 ist
ein Schema einer Kochkammertemperaturprüfung zum Bestimmen, ob die
Temperatur der Kochkammer vor der Initiierung der modularen Kühleinheit
innerhalb des Betriebsbereichs ist.
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16 ist
ein Schema einer Kühlsystemprüfung zum
Bestimmen, ob die Kühleinheit
während
der Initiierung des Kühl_Zyklus
richtig funktioniert.
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17 ist
ein Schema des Kühl_Zyklus
zum Halten der Temperatur der Kochkammer auf einer vorbestimmten
Kühltemperatur.
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18 ist
ein Schema des Back_Zyklus zum Backen von Nahrungsmitteln, die in
der Kochkammer angeordnet sind.
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19 ist
ein Schema eines Wärme_Zyklus zum
Halten von gekochtem Nahrungsmittel auf einer Temperatur, die zum
Servieren geeignet ist, für
eine vorbestimmte Zeit nach der Beendigung des Back_Zyklus.
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BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Die 1–3 stellen
den gekühlten
Ofen 10 gemäß der Erfindung
dar und weisen ein Gehäuse oder
einen Rahmen 12 auf, das bzw. der eine Kochkammer 14 und
eine Kühleinheitskammer 16 definiert,
die in einer gestapelten Konfiguration angeordnet sind, wobei die
Kühleinheitskammer 16 unter
der Kochkammer 14 positioniert ist. Eine Außenhaut oder
ein Gehäuse 18 ist
an dem Rahmen 12 angebracht und bildet ein dekoratives Äußeres für den gekühlten Ofen 10.
Eine modulare Kühleinheit 20 ist gleitbar
innerhalb der Kühleinheitskammer 16 aufgenommen.
Der Rahmen 12 weist funktionsmäßig eine Vorderseite 24,
eine Rückseite 26,
eine Oberseite 28, eine Unterseite 30 und gegenüberliegende
Seiten 32, 34 auf. Die Kochkammer 14 und
die Kühleinheitskammer 16 haben
beide jeweils offene Flächen 38, 40,
die sich zu der Vorderseite 24 des Rahmens 12 öffnen. Das
Gehäuse 18 weist
vorzugsweise dekorative Seitenpaneele 42, 44 und
eine oberste Paneele 46 auf, die jeweils die entsprechenden
Seiten 32, 34 und die Oberseite 28 des
Rahmens 12 überlagern. Die
Rückseite 26 und
die Unterseite 30 des Rahmens 12 sind typischerweise
nicht durch eine dekorative Paneele bedeckt. Eine Rückseitenpaneele 48 liegt typischerweise über der
Rückseite 26 des
Rahmens 12 und bedeckt diese. Während es nicht zu der Erfindung
gehört,
ist eine Reihe von Brennern 50 an der Oberseite 28 des
Rahmens 12 angeordnet und erstreckt sich durch entsprechende Öffnungen
in die Oberseitenpaneele 46. Die Brenner bilden gemeinsam
ein Kochplattenfeld.
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Eine
Ofentür 56 (die
phantommäßig in einer offenen
Position gezeigt ist) ist über
ein Gelenk an der Vorderseite 24 des Rahmens 12 angebracht
und ist zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position
bewegbar. In der offenen Position ist die Tür 56 von einer offenen
Fläche 38 der
Kochkammer 14 entfernt und stellt einen Zugriff zu dem
Inneren der Kochkammer 14 zur Verfügung. In der geschlossenen
Position liegt die Tür 56 über der
offenen Fläche 38 und
blockiert einen Zugriff zum Inneren der Kochkammer 14.
Ein Türpositionssensor 58,
der als mit einer Feder vorgespannter Druckknopfschalter dargestellt
ist, ist an der Vorderseite 24 des Rahmens vorgesehen.
Wenn die Tür
in der geschlossenen Position ist, wird der Druckknopfschalter gedrückt, um
anzuzeigen, dass die Tür
geschlossen ist.
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Eine
Abdeckung 60 für
die Kühleinheitskammer 16 ist
entfernbar an der Vorderseite 24 des Rahmens 12 angebracht
und schließt
die offene Fläche 40 der
Kühleinheitskammer,
wenn sie an dem Rahmen 12 angebracht ist. Die Abdeckung 60 kann
entfernt werden, um einen Zugriff auf die modulare Kühleinheit
zu erlangen, die innerhalb des Inneren der Kühleinheitskammer 16 enthalten
ist.
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Die
Kochkammer 14 weist sich gegenüberliegende Seitenwände 64, 66 auf,
die entlang ihrer oberen und unteren Ränder durch eine obere Wand 68 bzw.
eine untere Wand 70 verbunden sind. Eine Rückseitenwand 72 schließt die Rückseite
der Kochkammer 14 gegenüberliegend
zur offenen Fläche 38. Eine
Reihe von Fachstützen 74 ist
in jeder der Seitenwände 64, 66 ausgebildet
und wird in Paaren zum Stützen
von einem oder mehreren Fächern
(nicht gezeigt) verwendet, die innerhalb der Kochkammer 14 angebracht
sind. Ein Heizelement 75, das als Gas-Heizelement dargestellt
ist, ist innerhalb der Kochkammer 38 angrenzend zur Unterseitenwand 70 positioniert.
Der Typ des Heizelements gehört nicht
zur Erfindung. Irgendein Typ von Heizelement kann verwendet werden,
einschließlich
von beispielsweise Elektro- oder Gas-Heizelementen. Es kann auch
mehrere Heizelemente geben, die innerhalb der Kochkammer 38 positioniert
sind. Wenn mehrere Heizelemente verwendet werden, ist herkömmlich eines
angrenzend zur Unterseitenwand 70 platziert und ist das
andere angrenzend zur Oberseitenwand 68 platziert. Ein
Temperatursensor 77 (2 und 10)
ist auch innerhalb der Kochkammer 38 zum Überwachen
der Temperatur darin positioniert.
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Die
Kühleinheitskammer 16 hat
funktionsmäßig dieselbe
Konfiguration wie die Kochkammer 14, diesbezüglich, dass
der Rahmen funktionsmäßig Seitenwände 76, 78 definiert,
deren obere Ränder durch
eine Oberseitenwand 80 verbunden sind und deren Rückseitenränder durch
eine Rückseitenwand 82 verbunden
sind, um dadurch eine Kammer mit einer offenen Fläche 40 und
einer offenen Unterseite 84 zu bilden. Typischerweise ist
die Oberseitenwand 80 der Kühleinheitskammer 16 von
der Unterseitenwand 70 der Kochkammer 14 beabstandet,
und das Heizelement 75 ist dazwischen angeordnet.
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Gemäß den 3 und 4 sind
die Kochkammer 14 und die Kühleinheitskammer 16 fluidmäßig durch
eine Kaltluftdurchführung 90 und
eine Rücklaufdurchführung 92 verbunden.
Ein Einlass 94 für
die Kaltluftdurchführung 90 ist
an der Seitenwand 76 angeordnet. Ein Auslass 96 für die Kaltluftdurchführung 90 ist
an der Seitenwand 64 der Kochkammer 14 bei einem
oberen Teil davon und bei der Verbindung bzw. bei dem Übergang
von der Seitenwand 64 zu sowohl der Rückseitenwand 72 als
auch der Oberseitenwand 68 angeordnet. Ein Einlass 98 für die Rücklaufdurchführung 92 ist
an einem unteren Teil der Rückseitenwand 72 für die Kochkammer 14 bei
der Verbindung der Rückseitenwand 72 mit
der Seitenwand 64 und der Unterseitenwand 70 angeordnet.
Ein Auslass 100 für
die Rücklaufluftdurchführung 92 ist
in der Rückseitenwand 82 der
Kühleinheitskammer 16 angeordnet.
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Die
Anordnung der Kaltluftdurchführung 90 und
der Rücklaufdurchführung 92 und
ihre entsprechenden Einlässe
und Auslässe
resultieren in einem Luftflusszirkulationspfad, der durch die Flusslinien
A identifiziert ist. Unter der Annahme, dass der Luftfluss bei dem
Einlass zu der Kaltluftdurchführung 90 begann,
wird der Luftflusszirkulationspfad A (in einer Bewegung in Uhrzeigerrichtung,
wenn es in 3 angeschaut wird) durch die
Kaltluftdurchführung 90 weiterlaufen
und durch den Kaltluftdurchführungsauslass 96 in
die Kochkammer 14 eintreten, wo er in Richtung zu der gegenüberliegenden
Seitenwand 66 gerichtet wird. Schließlich wird die Kaltluft, die
durch den Kaltluftdurchführungsauslass 96 in
die Kochkammer 14 eintritt, in den Einlass 98 zu
der Rücklaufluftdurchführung 92 eintreten
und aus dem Rücklaufluftdurchführungsauslass 100 austreten,
wo die Luft noch einmal durch die modulare Kühleinheit 20 gekühlt wird
und erneut zirkuliert wird.
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Die
Anordnung der Kaltluftdurchführungsauslasses 96 und
des Rücklaufdurchführungseinlasses 98 verstärkt die
Zirkulation der Kaltluft um die Kochkammer 14. Zuerst wird
die Kraft der Kaltluft, die aus dem Kaltluftauslass 96 austritt,
selbst die Kaltluft in Richtung zu der gegenüberliegenden Seitenwand 66 richten,
wo die Kaltluft auf einen Kontakt mit der Seitenwand 66 hin
in Richtung zu den Seitenwänden 64 und
zu dem Rücklaufluftdurchführungseinlass 98 zurück abgelenkt
werden wird. Als zweites ist die Kaltluft, die aus dem Kaltluftdurchführungsauslass 96 austritt,
typischerweise kälter
und dichter als die Luft in der Kochkammer 14, und die
dichtere Kaltluft wird selbst in Richtung zu der Bodenwand 70 der
Kochkammer 14 fallen. Da der Kaltluftdurchführungsauslass 96 an
der Oberseite der Kochkammer 14 angeordnet ist, wird die
natürlich
dichtere Kaltluft, die aus dem Kaltluftdurchführungsauslass 96 austritt,
automatisch eine Zirkulation von der Oberseite in Richtung zu der
Unterseite der Kochkammer 14 erzeugen. Als drittes bildet
die modulare Kühleinheit 20 einen
relativ niedrigen Druck in der Rücklaufdurchführung 92,
was natürlich
die bereits umgelenkte und fallende Kaltluft in Richtung zu und
in den Rücklaufdurchführungseinlass 98 zieht.
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Der
Rücklaufdurchführungsauslass 100 hat eine
allgemein rechteckförmige
Form und steht der offenen Fläche 40 der
Kühleinheitskammer 16 gegenüber. Der
Kaltlufteinlass 94 ist allgemein orthogonal zu der offenen
Fläche 40.
Ein Seitenteil 108 der Kaltluftdurchführung 90 ist bewegbar
an dem Rest der Durchführung
angebracht. Der Seitenteil 108 ist vorzugsweise über ein
Gelenk an der Kaltluftdurchführung 90 durch
irgendein geeignetes Verfahren angebracht. Beispielsweise könnte der
Seitenteil 108 ein separates Materialstück mit einem oberen Ende sein,
das mit der Kaltluftdurchführung
verbunden bzw. verklebt ist. Alternativ könnte deshalb, weil die Kaltluftdurchführung vorzugsweise
aus dünnem
Metall, wie beispielsweise Blech, hergestellt ist, der Seitenteil 108 ein
aus der Kaltluftdurchführung 90 ausgeschnittenes
verlängertes
Anhängsel
sein, und das Gelenk durch Biegen des Anhängsels relativ zu dem Rest
der Durchführung
gebildet sein.
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Gemäß den 5–8 weist
die modulare Kühleinheit 20 eine
Basis 120 auf, auf welcher ein Kompressor 122,
eine Kondensoranordnung 124, eine Verdampferanordnung 126 und
ein Ventilator mit zwei Blättern 128,
welcher durch die Kondensoranordnung 124 und die Verdampferanordnung 126 gemeinsam
genutzt wird, angeordnet sind. Da alle Komponenten der modularen
Kühleinheit 20 auf
der Basis 120 angebracht sind, wird die modulare Kühleinheit 20 auf
einfache Weise in die Kühleinheitskammer 16 hinein
geschoben und aus dieser heraus, um den Einbau und die Wartung der
modularen Kühleinheit 20 zu
vereinfachen.
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Der
Ventilator mit zwei Blättern 128 enthält einen
Motor 129 mit einer Welle 133. Ein Kompressorblatt 130 und
ein Verdampferblatt 132 sind jeweils an der Welle 133 angebracht.
Ein thermisch nicht leitendes Abstandsstück 135 trennt den
Motor 129 von der Verdampferanordnung 126, um
die Verdampferanordnung thermisch von dem Ventilatormotor 129 zu isolieren.
Obwohl es als solches in 5 nicht gezeigt ist, wird das
Verdampferblatt 132 innerhalb der Verdampferanordnung 126 aufgenommen,
wenn sie zusammengebaut sind.
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Insbesondere
gemäß 9 und
allgemein gemäß den 5–8 ist
die Basis 120 vorzugsweise aus einem thermisch leitenden
Material hergestellt, wie beispielsweise aus rostfreiem Stahl. Eine Verdampfermulde 134 ist
in der Basis 120 ausgebildet. Die Verdampfermulde 134 ist
vorzugsweise eine Vertiefung, die in der Basis 120 ausgebildet
ist, wie beispielsweise durch eine Presse. Jedoch könnte die Verdampfermulde 134 ein
getrenntes Stück
sein, das an der Basis 120 angebracht ist, einschließlich einer Anbringung
an einer entsprechenden Öffnung
in der Basis 120. Kompressormontagefinger 136 erstrecken
sich von der Basis 120 nach oben und kooperieren mit dem
Kompressor 122 zum Anbringen des Kompressors an der Basis 120.
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Wie
es dargestellt ist, sind die Kompressormontagefinger 136 durch
Schneiden und Biegen von Teilen der Basis ausgebildet. Es wird auch
erwägt, dass
separate Finger 136 an der Basis befestigt werden können, wenn
es nicht erwünscht
ist, Öffnungen in
der Basis zu haben, wie beispielsweise dann, wenn es erwünscht ist,
die gesamte Basis als die Verdampfermulde 134 zu verwenden.
Die äußeren Ränder der
Basis 120 wenden sich nach oben, um einen peripheren nach
außen
umgebogenen Rand um die Basis 120 zu bilden, um beim Zurückhalten
von irgendeinem Flüssigkeitsüberlauf
aus der Verdampfermulde 134 zu helfen.
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Gemäß den 5–8 ist
der Kompressor 122 ein herkömmlicher Kompressor und irgendein geeigneter
Kompressor kann für
die Erfindung verwendet werden. Ein geeigneter Kompressor ist ein hermetischer,
sich hin- und herbewegender Kompressor der von Embraco hergestellt
wird, nämlich das
Modell EM65. Der Kompressor sitzt fest auf einer Montageklammer 138,
die Öffnungen
zum Aufnehmen der Kompressormontagefinger 136 hat, um dadurch
den Kompressor 122 an der Basis 120 zu sichern.
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Die
Kondensoranordnung 124 weist einen Kondensor 142 und
eine Ventilatorabschirmung 144 auf, welche eine Ventilatoröffnung 148 enthält, durch welche
das Kondensor-Ventilatorblatt 130 verläuft. Sowohl der Kondensor 142 als
auch die Ventilatorabschirmung 144 sind an der Basis 120 durch
wärmeleitende
Abstandshalter angebracht, wie beispielsweise durch Aluminium-Abstandshalter 46,
die die Wärme
von dem Kondensor 142 zu der Basis 120 führen. Da
der Kondensator 142 eine wesentliche Menge an Wärme während des
Kühlzyklus
zurückweist,
wird die Wärme
sofort zu der Basis 120 geführt, einschließlich der
Verdampfermulde 134, um bei der Verdampfung von irgendwelchem
Wasser in der Verdampfermulde 134 zu helfen. Die Verwendung
der geführten
Kondensorwärme
zum Verdampfen der Flüssigkeit
in der Verdampfermulde 134 wird dadurch erhöht, dass
die Verdampfermulde aus thermisch leitendem Material hergestellt
ist.
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Die
Verdampferanordnung 126 weist einen Verdampfer 150 und
eine Ventilatorabschirmung 152 auf, welche eine Ventilatoröffnung 154 enthält, durch welche
das Ventilatorblatt 132 aufgenommen wird. Ein Träger 158 isoliert
thermisch und verbinden den Verdampfer 150 und die Ventilatorabschirmung 152 mit
der Basis 120. Ein Gehäuse 160,
das gegenüberliegende
Seitenteile 162, 164 und eine Oberseitenwand 166 aufweist,
liegt über
dem Verdampfer 150 und der Ventilatorabschirmung 152 und
ruht auf dem Träger 158,
um den Verdampfer 150 und die Ventilatorabschirmung 152 zu
umhüllen.
Ein Isolierkasten 168 liegt über dem Gehäuse 160 und weist
komplementäre
Hälften 170, 172 auf,
die gleitbar gekoppelt sind, um das Gehäuse 160 mit einem
Gehäuse
zu umgeben.
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Der
Träger 158 ist
vorzugsweise thermisch nicht leitend, um zu verhindern, dass die
Wärme bzw. Hitze
von der Basis 120 zu dem Verdampfer 150 geführt wird.
Der Träger 158 weist
vorzugsweise eine Isolierunterlage 176 und Abstandshalter 178 auf,
die innerhalb von Öffnungen
oder Ausschnitten in der Isolierunterlage 176 aufgenommen
sind. Die Abstandshalter 178 sind in zwei dreieckförmigen Gruppen
angeordnet. Die innersten Abstandshalter von jeder Gruppe verbinden
den Verdampfer 150 mit der Basis, und die übrigen Abstandshalter
verbinden die Seitenteile 162, 164 mit der Basis 20.
Die Abstandshalter sind vorzugsweise aus Nylon hergestellt und die
Isolierunterlage 176 ist vorzugsweise aus expandierbarem
Schaum hergestellt. Insbesondere gemäß 10 und
allgemein gemäß den 5–8 weist die
Isolierunterlage 176 mehrere topografische Merkmale auf,
die wichtige Funktionen für
die Erfindung durchführen.
Ein Ausschnitt, der eine Fangmulde 182 bildet, ist in der
Oberfläche
der Isolierunterlage 176 bei einer Stelle angeordnet, unterhalb
von welcher Spulen für
den Verdampfer 150 angeordnet sein werden, wenn der Verdampfer 150 angebracht
ist. Somit wird irgendeine Kondensation, die von den Spulen des
Verdampfers tropft, in die Fangmulde 182 fallen. Ein oben
offener Kanal 184 erstreckt sich von der Auffangmulde 182 durch
einen peripheren Rand der Isolierunterlage 176. Der Kanal 184 neigt
sich von der Auffangmulde 182 nach unten zu dem peripheren Rand
und trägt
jede Flüssigkeit
weg, die sich in der Auffangmulde 182 sammelt, und führt sie
zu der Verdampfermulde 134.
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Vorteilhaft
ist die Isolierunterlage 176 an der Basis 120 so
angebracht, dass sich der Kanal 184 zwischen den Ventilatorblättern 130, 132 erstreckt. Der
durch die Ventilatorblätter 130 erzeugte
Luftfluss läuft
unterhalb der Isolierunterlage vorbei und hilft beim Verdampfen
von irgendeiner Flüssigkeit
in dem Verdampfermulden-Einlaufschacht 134.
Das Kondensor-Ventilatorblatt 130 ist insbesondere hilfreich beim
Verdampfen von Wasser in der Verdampfermulde 134, da das
Kondensor-Ventilatorblatt 130 die warme Luft aus dem Kondensator über die
Verdampfermulde 134 zieht.
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Die
Seitenteile 162, 164 des Gehäuses 160 enthalten
jeweils eine Öffnung 188, 190,
durch welche jeweils ein peripherer Flansch 192, 194 eingefügt ist.
Eine periphere Versiegelung 196 und eine periphere Dichtung 198 sind
jeweils kreisförmig
um die Flansche 192, 194 angeordnet. Die peripheren
Flansche 192, 194 sind daran angepasst, jeweils
zu dem Kaltluftdurchführungseinlass 94 und
dem Rücklaufauslass 100 zu
passen, um das Innere des Gehäuses 160 fluidmäßig mit
der Kaltluftdurchführung 90 und
der Rücklaufdurchführung 92 zu
koppeln.
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Die
Versiegelung 196 und die Dichtung 198 sind an
den Flanschen 192, 194 so angeordnet, dass sie
das Verdampfergehäuse 160 in
Bezug auf die Kaltluftdurchführung 90 und
die Rücklaufdurchführung 92 auf
die Gleiteinfügung
der modularen Kühleinheit 20 innerhalb
der Kühleinheitskammer 16 hin fluidmäßig versiegeln.
Insbesondere wird der periphere Flansch 194 innerhalb des
Auslasses 100 der Rücklaufluftdurchführung 92 aufgenommen
und wird die Dichtung 198 zwischen der Gehäuseseitenwand 164 und
der Durchführung 92 komprimiert,
um eine Fluidversiegelung dazwischen zu bilden. Die Versiegelung 196 ist
innerhalb des offenen Seitenrands der Kaltluftdurchführung 90 gleitbar
auf genommen, die durch die Bewegung über ein Gelenk des Seitenteils 108 zu
einer offenen Position ausgebildet ist. Wenn die modulare Kühleinheit
innerhalb der Kühleinheitskammer 16 vollständig aufgenommen
ist, stößt die Versiegelung 196 an
den inneren Rand des Einlasses 94. Der Seitenteil 108 wird
dann über
das Gelenk zu einer geschlossenen Position gebracht, wo er über der
Versiegelung 196 liegt, und der Seitenteil 108 wird
dann an der Rücklaufdurchführung 192 gesichert,
und zwar vorzugsweise durch ein geeignetes Befestigungsmittel wie
beispielsweise ein Vernieten oder eine Schraube.
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Der
Seitenteil 164 enthält
eine Ventilatorwellenöffnung 195,
die derart bemaßt
ist, um die Welle 133 vom Ventilator 128 aufzunehmen.
Ein thermisch nicht leitender Abstandshalter 135 ist zwischen
dem Seitenteil 164 und dem Ventilator 128 positioniert,
um die Wärme
zu minimieren, die der Ventilator 128 zu dem Seitenteil 164 führt, und
um dadurch zu verhindern, dass die Wärme die Leistungsfähigkeit
des Verdampfers 150 negativ beeinflusst.
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Der
periphere Flansch 194 und seine entsprechende Öffnung 190 sind
innerhalb des Seitenteils 164 so positioniert, dass sie
stromab von dem Luftfluss sind, der durch das Verdampfer-Ventilatorblatt 132 erzeugt
wird. Dementsprechend sind der Flansch 192 und seine entsprechende Öffnung 188 in
dem Seitenteil 162 so positioniert, dass sie stromauf von
dem Luftfluss sind, der durch das Verdampfer-Ventilatorblatt 132 erzeugt
wird. Daher definieren die Verdampferanordnung 126 in Kombination
mit der Kaltluftdurchführung 90,
der Rücklaufdurchführung 92 und
der Kochkammer 14 einen Pfad für einen Fluss gekühlter Luft
entlang zuvor beschriebener Flusslinien. Somit verläuft der
durch das Verdampfer-Ventilatorblatt 132 erzeugte
Luftfluss durch den Verdampfer 150, die Kaltluftdurchführung 90,
die Kochkammer 14, die Rücklaufdurchführung 92 und zurück zu der
Verdampferanordnung 126. Auf eine herkömmliche Weise ist die Ausgangsseite
des Kondensors 130 mit der Eingangsseite des Verdampfers 150 über ein
kapillarmäßiges Rohr 197 verbunden, um
das Aufbauen eines Drucks im Kondensor 130 zuzulassen,
so dass der Kondensor 130 das Kühlmittelgas in eine Flüssigkeit
umwandeln kann. Ebenso ist die Ausgangsseite des Verdampfers 150 durch eine
Durchführung 199 mit
der Eingangsseite des Kompressors 122 verbunden. Die Ausgangsseite des
Kompressors ist mit der Eingangsseite des Kondensors über eine
Durchführung 200 verbunden.
Die Verbindung und der Betrieb des Kompressors 122, des
Kondensors 130 und des Verdampfers 150 der modularen
Kühleinheit 20 herkömmlich und
wohlbekannt, weshalb sie nicht in weiterem Detail beschrieben werden.
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Die
gegenüberliegenden
Hälften 170, 172 des
Isolierkastens 168 sind vorzugsweise geformt, um mit der
Form des Gehäuses 160 übereinzustimmen,
während
sie geeignete Öffnungen
haben, um das Durchlassen von verschiedenen Anschlussstücken für den Kompressor 122,
den Kondensor 130 und den Verdampfer 150 zuzulassen.
Die Isolierhälfte 170 weist
eine Teil-Kaltluftdurchführungsöffnung 201 und
eine Teil-Ventilatoröffnung 202 auf.
Gleichermaßen
weist die Isolierhälfte 172 eine
entsprechende Teil-Kaltluftdurchführungsöffnung 204 und
eine entsprechende Teil-Ventilatoröffnung 206 auf
und zwar zusammen mit einer Rücklaufdurchführungsöffnung 208.
Wenn die Isolierhälften 170, 172 über das Gehäuse 160 zusammengebaut
werden, kooperieren die Teil-Kaltluftdurchführungsöffnungen 200, 202, um
den peripheren Flansch 192 kreisförmig zu umgeben, der zu der
Kaltluftdurchführung 90 gehört, kooperieren
die Öffnungen 202, 206,
um den Ventilator 128 kreisförmig zu umgeben, und umgibt
die Rücklaufdurchführungsöffnung 208 den
peripheren Flansch 194 kreisförmig, der zu der Rücklaufdurchführung 92 gehört.
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Ein
Vorteil des Isolierkastens 168 mit zwei Hälften besteht
darin, dass er über
das Gehäuse 160 auf
einfache Weise zusammengebaut wird, und dass er auseinandergebaut
werden kann, wenn es für
die Wartung nötig
ist. Dies ist nicht wirklich wahr. Die modulare Kühleinheit 20 hat
eine Vielfalt von Merkmalen, deren Funktion den nützlichen
Betrieb der modularen Kühleinheit 20 in
der Umgebung hoher Temperatur ermöglicht, die zu dem gekühlten Ofen 10 gehört. Eine
allgemeine Kategorie von Merkmalen betrifft die thermische Isolierung
der Verdampferanordnung 126 von den anderen Komponenten
der modularen Kühleinheit 20 und
von dem Rest des gekühlten Ofens 10.
Die Merkmale enthalten den thermisch nicht leitenden Träger 176,
der die Verdampferanordnung 126 allgemein physikalisch
trennt und thermisch isoliert, und den Verdampfer 150 insbesondere von
der Basis 120, welcher vorteilhaft als Wärmetauscher
verwendet wird, um Wärme
von dem Kondensor zu dissipieren. Der Ventilator-Abstandshalter 135 funktioniert
auch zum thermischen Isolieren der Verdampferanordnung 126 von
irgendeiner Wärme,
die durch den Ventilator 128 geführt werden könnte, wenn
es einen Kontakt zu dem Seitenteil 164 des Gehäuses 160 gäbe. Zusätzlich isoliert
der Isolierkasten 168 thermisch alles außer der
Unterseite der Verdampferanordnung 126 von dem Rest des
gekühlten Ofens 10,
einschließlich
der modularen Kühleinheit 20.
Der gemeinsame thermisch isolierende Effekt von allen diesen strukturellen
Merkmalen lässt
den nützlichen
Betrieb der modularen Kühleinheit 20 und die
Umgebung hoher Temperatur eines Ofens zu. Ohne die thermisch isolierenden
Merkmale könnte die
Leistungsfähigkeit
des Verdampfers 150 bezüglich
der Umgebung hoher Temperatur wesentlich beeinträchtigt werden.
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Zusätzlich zu
den thermisch isolierenden Merkmalen betrifft die Erfindung auch
die höhere
als normale Kondensation, die dann existieren kann, wenn eine Kühleinheit
in einer Umgebung hoher Temperatur verwendet wird. Selbst wenn der
Verdampfer 130 von der umgebenden Wärme isoliert ist, kann die
Isolierung nicht die gesamte Wärme
stoppen, die den Verdampfer erreicht. Die allgemein höhere Umgebungstemperatur,
die den Verdampfer umgibt, wird das Ausmaß an Kondensation erhöhen, das
entfernt werden muss. Zum Handhaben der erhöhten Kondensation führen die
Auffangmulde 182 und der Kanal 184 der Isoliermulde 176 das
Flüssigkeitskondensat
von dem Verdampfer direkt auf die Basis 120 zur Verdampfung.
Da die Basis 120 als Wärmetauscher
fungiert, erhöht
die zusätzliche
Wärme,
die durch die Basis 120 beim Durchführen der Wärmeaustauschfunktion getragen
wird, auch vorteilhaft die Rate einer Verdampfung für das auf
der Verdampfermulde 134 der Basis 120 getragene
Flüssigkeitskondensat.
Die Anordnung des Kondensor-Ventilatorblatts 130 in
Bezug auf die Isoliermulde 176 und die Basis 120 hilft
auch beim Verdampfen des Flüssigkeitskondensats
auf der Basis 120, und der durch den Kondensor-Ventilator 130 erzeugte Luftfluss
wird von dem Kondensor 130 unter die Verdampfermulde 134 gezogen.
Dieser bestimmte Luftflusspfad wird in einer erhöhten Rate einer Verdampfung
für das
Flüssigkeitskondensat
in der Verdampfermulde 134 resultieren.
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Bis
zu dem Ausmaß,
zu welchem die zusätzliche
Wärme reduziert
werden kann, werden die resultierenden Konsequenzen, die oben beschrieben sind,
minimiert werden. Somit enthält
die modulare Kühleinheit 20 auch
mehrere spezielle Merkmale, die sich auf die Dissipation von Wärme beziehen.
Der Kondensor 130 ist direkt mit der thermisch leitenden Basis 120 durch thermisch
leitende Abstandshalter 146 verbunden, um beim Verteilen
der Wärme
von dem Kondensor zu der Basis 120 zu helfen, welcher als
Wärmetauscher
fungiert. Die thermisch leitenden Abstandshalter 146 verbessern
die Rate einer Leitung von dem Kondensor zu der Basis. Weiterhin
verbessert die Größe der Basis
die Dissipation der geleiteten Wärme.
Gemeinsam dissipieren diese Merkmale die Wärme von dem Kondensor relativ
schnell, um die zu der umgebenden Luft konvektierte Wärme zu reduzieren.
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Die
vielen Strukturen der modularen Kühleinheit 20, die
zulassen, dass sie den Verdampfer von der umgebenden Umgebung hoher
Temperatur thermisch isoliert, um die erzeugte Kondensation zu entfernen
und um die Kondensorwärme
zu dissipieren, machen die modulare Kühleinheit 20 eindeutig
geeignet für
die Umgebung, die in einem gekühlten
Ofen gefunden wird. 11 stellt eine mögliche Steuerung 220 zum
Steuern des Betriebs des gekühlten
Ofens 10 gemäß einem
bevorzugten Zyklus dar. Die Steuerung 220 ist vorzugsweise
eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuerung, die einen programmierbaren
Nurlesespeicher zusätzlich
zu dem programmierbaren Speicher des Mikroprozessors hat. Die Steuerung 220 wird
typischerweise einen Oszillator oder eine andere Vorrichtung enthalten,
die als ein Takt zum Überwachen
der Zeit bezüglich
jedem Aspekt des Betriebs des gekühlten Ofens 10 verwendet werden
kann.
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Eine
Eingabe/Anzeigevorrichtung 222 ist vorgesehen und fungiert
als Anwenderschnittstelle für
den Anwender zum Eingeben von Betriebsparametern für den gekühlten Ofen 10,
wie es nötig
ist. Die Eingabe/Anzeigevorrichtung 222 enthält auch eine
Anzeige, durch welche die Steuerung 220 dem Anwender Information
oder Daten anzeigen kann, die zum Betreiben des gekühlten Ofens 10 nötig sind, und
alle Parameter, die zum Durchführen
eines bestimmten Zyklus oder einer bestimmten Funktion nötig sind.
Die Eingabe/Anzeigevorrichtung 222 kann irgendeine geeignete
derartige Vorrichtung sein. Ein Fachmann auf dem Gebiet von Öfen kennt
viele mechanische, elektrische oder elektromechanische Eingabe/Anzeigevorrichtungen,
die für
die Erfindung verwendet werden können.
Solche Eingabe/Anzeigevorrichtungen können von einfachen manuell
betriebenen Knöpfen
oder Wählscheiben
mit Information, wie beispielsweise einer Zeit oder Temperatur,
darauf gedruckt reichen, welche weiterhin relativ zu einer Referenzstelle
zu einer Fangpult-Eingabevorrichtung in Kombination mit einer LCD
oder einem anderen Typ von Anzeige eingestellt sind.
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Die
besondere Struktur oder der besondere Typ von Steuerung 220 und
von Eingabe/Anzeigevorrichtung 222 gehört nicht zu der Erfindung und wird
daher nicht in größerem Detail
beschrieben werden. Die Steuerung 220 ist betriebsmäßig mit
dem Heizelement 75 verbunden, das in der Kochkammer 14 der
modularen Kühleinheit 20 enthalten
ist. Die Steuerung ist auch mit dem Temperatursensor 77 und
dem Türsensor 58 verbunden.
Die Steuerung 220 teilt die Heizelemente und die modulare
Kühleinheit
in Reaktion auf den ausgewählten
Betriebszyklus selektiv in Zyklen auf, wie er durch die Betriebsparametern
definiert ist, die im Speicher der Steuerung gespeichert sind oder
die durch den Anwender über die
Eingabe/Anzeigevorrichtung 222 eingegeben sind, und weiterhin
in Reaktion auf die Temperatur, die durch den Temperatursensor erfasst
wird.
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Die 11–19 stellen
einen bevorzugten Betriebszyklus 300 zur Verwendung bei
dem zuvor beschriebenen gekühlten
Ofen 10 dar. Zu Zwecken dieser Beschreibung ist der bevorzugte
Betriebszyklus im Genre von Backzeitzyklen. Ebenso wird zu Zwecken
dieser Beschreibung auf alle Betriebsparameter, gleichgültig ob
sie im Speicher der Steuerung gespeichert sind oder durch den Anwender
eingegeben sind, allgemein als vorbestimmt Bezug genommen, was anzeigt,
dass ein Wert eingestellt ist oder für den Parameter eingestellt
worden ist, selbst wenn der Wert eine Variable oder dynamisch ist.
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Die
Hauptschritte oder Zyklen des bevorzugten Backzeitzyklus für den gekühlten Ofen 10 beginnen
mit einem Daten_Eingabe-Schritt 302,
in welchem alle nötigen
von einem Anwender definierten Daten zur Steuerung 220 eingegeben
werden. Dem Daten_Eingabe-Schritt 302 folgt der Kühl_Zyklus 304,
bei welchem die modulare Kühleinheit 20 in
Zyklen aufgeteilt bzw. periodisch wiederholt wird, um die Kochkammer 14 auf
einer Temperatur zu halten, die ausreichend ist, um zu verhindern,
dass irgendein Nahrungsmittel, das darin platziert ist, vor der
Initiierung des Back_Zyklus 306 verdirbt, welcher dem Kühl_Zyklus 304 folgt.
Der Back_Zyklus 306 kann irgendein Typ von Back_Zyklus
sein. Ein bevorzugter Back_Zyklus 306 ist in der US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 09/838,447 offenbart. Dem Back_Zyklus 306 folgt
ein Wärme_Zyklus 308,
der das gekochte Nahrungsmittel auf einer Temperatur hält, die
zum Servieren geeignet ist, und zwar auf ein Entfernen von der Kochkammer 14 hin.
Ein optionaler Kühl_Zyklus 310,
der vorzugsweise im Wesentlichen gleich dem Kühl_Zyklus 304 ist,
kann dem Wärme_Zyklus 308 folgen.
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Gemäß 12 ist
der bevorzugte Betriebszyklus 300 in der Form eines Back_Zeit-Zyklus,
bei welchem das Nahrungsmittel in der Kochkammer 14 platziert
wird, gut bevor es erwünscht
ist, das Kochen des Nahrungsmittels zu beginnen. Anders ausgedrückt enthält der bevorzugte
Betriebszyklus 300 eine Verzögerung ab der Zeit, zu welcher
das Nahrungsmittel in der Kochkammer 14 platziert wird,
bis zu der erwünschten
Zeit, zu welcher der Kochzyklus beginnen soll. Die Verzögerung kann
durch viele unterschiedliche Gründe
verursacht werden. Ein typisches Beispiel für eine solche Situation besteht
darin, dass dann, wenn der Anwender wünscht, ein Nahrungsmittel zum
Abendessen auf eine Ankunft zu Hause hin nach einer Arbeit vorbereitet
und fertig zu haben, aber das Nahrungsmittel in der Kochkammer 14 am
Morgen bevor er zur Arbeit geht in der Kochkammer 14 platzieren
muss. Dieses Beispiel wird zum Beschreiben des Betriebs des bevorzugten
Zyklus 300 verwendet werden.
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Gemäß 13 beginnt
der Daten_Eingabe-Schritt 302 bei dem Schritt 320 durch
Auffordern des Anwenders, die anwenderdefinierten Betriebsparameter
für den
bevorzugten Zyklus 300 einzugeben. Die bestimmten anwenderdefinierten
Parameter werden in Abhängigkeit
von der Art variieren, auf welche der bevorzugte Betriebszyklus 300 implementiert
ist. Jedoch wird ein Anwender bei den meisten Implementierungen
die Zeit eingeben, zu welcher das Kochen des Nahrungsmittels zu beenden
ist (die "Endzeit"), die Länge der
Zeit, die zum Kochen des Nahrungsmittels nötig ist (die "Kochzeit") und eine Temperatur,
bei welcher das Nahrungsmittel gekocht werden sollte (die "Backtemperatur"). Die anwenderdefinierten
Daten werden dann im Speicher des Mikroprozessors gespeichert.
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Die
Steuerung 220 verwendet bei einem Schritt 322 die
anwenderdefinierte Endzeit und die anwenderdefinierte Kochzeit zum
Berechnen der Zeit, zu welcher der Back_Zyklus 306 gestartet
werden sollte (die "Backstartzeit"), um das Kochen
des Nahrungsmittels durch die Endzeit zu beenden. Die Berechnung
der Backstartzeit wird auf einfache Weise mit dem Mikroprozessor
der Steuerung 220 erreicht, welcher dann die berechnete
Backstartzeit zum Initiieren des Kochens des Nahrungsmittels für den Back_Zyklus 306 speichert.
Eine Programmsteuerung wird dann bei einem Schritt 324 zum
bevorzugten Zyklus 300 zurückgebracht, welcher automatisch
damit fortfährt,
den Kühl_Zyklus 304 zu
starten.
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Es
ist von Wert, anzumerken, dass es viele Arten zum Implementieren
der Betriebsparameter des bevorzugten Zyklus 306 gibt und
die Erfindung nicht auf irgendeinem bestimmten Verfahren beruht oder
ein solches benötigt.
Beispielsweise könnte
anstelle eines Aufforderns des Anwenders, die Endzeit und die Backzeit
einzugeben, der Anwender gefragt worden sein, die Backstartzeit
und die Endzeit einzugeben, was effektiv den Anwender anstelle der
Steuerung 220 veranlasst, die die Berechnung zum Bestimmen
der Backstartzeit basierend auf einer gegebenen Kochzeit durchzuführen. Ebenso
muss der Kühl_Zyklus 304 nicht
automatisch bei der Beendigung des Daten_Eingabe-Schritts 302 starten,
was auf der Logik basiert, dass der Anwender das Nahrungsmittel
genau vor oder kurz nach einem Initiieren des bevorzugten Zyklus
in die Kochkammer 14 legen wird. Der bevorzugte Zyklus 306 kann
erfordern, dass der Anwender eine Startzeit für den Kühl_Zyklus 304 basierend
auf der Logik eingibt, dass der Anwender den bevorzugten Zyklus
gut bevor das Nahrungsmittel in der Kochkammer 14 platziert
wird, initiieren könnte.
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In
einigen Fällen
kann es sogar nötig
sein, dass der Anwender die Backzeit eingeben muss. Der Daten_Eingabe-Schritt 302 könnte Information
in Bezug auf das Nahrungsmittel (Typ von Nahrungsmittel: Kuchen,
Fleisch, etc.; physikalische Eigenschaften: Gewicht, gefroren, aufgetaut,
etc.; Kochpräferenz: durch,
medium, blutig) fordern und daraus die Kochzeit bestimmen. Viele
der physikalischen Eigenschaften können durch Sensoren bestimmt
werden, wie es im Stand der Technik dafür wohlbekannt ist.
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Es
ist sogar auch nicht nötig,
Tageszeiten beim Einstellen der Betriebsparameter zu verwenden.
Absolute Zeiten können
in Kombination mit einer Referenzzeit verwendet werden; sagen wir
beispielsweise, dass die Endzeit 8 Stunden ab der Initiierung des
bevorzugten Zyklus 300 ist.
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Da
es viele Arten zum Implementieren der Parameter für den bevorzugten
Zyklus 300 gibt, gehört
das exakte Verfahren nicht zu der Erfindung. Was relevant für die Erfindung
ist, besteht darin, dass die gelieferten Parameter ermöglichen,
dass der bevorzugte Zyklus weiß,
wann jeder der verwendeten Zyklen zu starten und zu stoppen ist:
Kühl_Zyklus 304,
Back_Zyklus 306, Wärme_Zyklus 308 und, wenn
er verwendet wird, der optionale Kühl_Zyklus 310.
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Wendet
man sich nun dem Kühl_Zyklus 304 zu,
stellt die 14 die Unterschritte und Zyklen
für den
Kühl_Zyklus 304 dar.
Der Kühl_Zyklus 304 beginnt
bei einem Schritt 330 durch Prüfen der Anfangstemperatur der
Kochkammer 14, um zu bestimmen, ob die Temperatur der Kochkammer 14 (CCT)
niedriger als eine Anfangstemperaturschwelle (ITT) ist, welches
eine Temperatur ist, die ausreichend niedrig genug ist, um einen
Betrieb der modularen Kühleinheit 20 zu
beginnen, ohne die verschiedenen Komponenten der modularen Kühleinheit 20 zu
beschädigen
oder ihre Betriebsleistungsfähigkeit
wesentlich negativ zu beeinflussen. Auf eine Bestätigung hin, dass
die CCT niedriger als die ITT ist, wird die modulare Kühleinheit 20 bei
einem Schritt 332 geprüft,
um sicherzustellen, dass sie richtig funktioniert, und zwar vorzugsweise
durch Überwachen
der CCT, um zu bestimmen, ob sie für wenigstens eine vorbestimmte Zeitperiode
unter eine Schwellenkühltemperatur (TCT)
abfällt,
wobei sowohl die TCT als auch die Zeitperiode vorzugsweise durch
die Steuerung eingestellt werden. Nachdem bestimmt ist, dass die
modulare Kühleinheit 20 richtig
arbeitet, geht der Kühl_Zyklus 304 weiter
zu einem Kühl_Zyklus 334, der
die CCT auf einer Temperatur (warmen Temperatur) hält, die
dazu ausreicht, das in der Kochkammer 14 platzierte Nahrungsmittel
von einem Verderben abzuhalten. Schaut man auf die Unterschritte
und die Zyklen für
den Kühl_Zyklus 304 in
größerem Detail, stellt
die 15 die Details des Anfangstemperatur-Prüfschritts 330 dar,
der durch Einstellen eines Zeitgebers 340 beginnt. Der
Zeitgeber 340 wird dann gegenüber einer vorbestimmten Anfangstemperatur-Grenzzeit 342 verglichen,
welche vorzugsweise durch die Steuerung eingestellt wird. Wenn die Grenzzeit 342 nicht überschritten
wird, wird die CCT gegenüber
der ITT 344 verglichen. Wenn die CCT niedriger als die
ITT ist, kann die modulare Kühleinheit 20 sicher
gestartet werden, ohne eine Beschädigung oder eine ungebührliche
Leistungsfähigkeitsverschlechterung,
und der Kühl_Zyklus 304 geht dann
weiter zu der Prüfung
des Kühlsystemschritts 332.
Jedoch dann, wenn die CTT die ITT übersteigt, dann fährt die
Anfangstemperaturprüfung 330 damit fort,
die CCT zu überwachen,
bis entweder die CCT unter die ITT abfällt oder die Grenzzeit 342 überschritten
wird. Wenn die Grenzzeit 342 überschritten wird, wird angenommen,
dass das Heizelement der Kühleinheit
noch eingeschaltet ist oder irgendein anderer Faktor die Temperatur
der Kochkammer 14 nachteilig beeinflusst, und der Zyklus
wird bei einem Schritt 346 abgebrochen.
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Wenn
die CCT innerhalb der Grenzzeit 342 unter der ITT 344 ist,
dann wird eine Steuerung zu dem Prüf-Kühlsystem 332 durchlaufen,
was detailliert in 16 gezeigt ist. Auf ein Eintreten
in die Prüfung
des Kühlsystemschritts 332 hin,
wird die modulare Kühleinheit 20 bei
einem Schritt 350 eingeschaltet und wird ein Zeitgeber 352 für den Prüf-Kühlsystemschritt 332 gestartet.
Der Zeitgeber 352 wird dann gegenüber einer vorbestimmten Abkühlzeit 354 verglichen,
welcher vorzugsweise ein durch die Steuerung 320 eingestellter
Parameter ist. Wenn die Abkühlzeit 354 nicht überschritten
wird, wird die Temperatur der Kochkammer 14 gegenüber der
Schwellenkühltemperatur
(TCT) 356 verglichen, welcher vorzugsweise ein durch die
Steuerung 220 eingestellter Parameter ist und eine Temperatur
anzeigt, die ausreichend niedrig genug ist, um zu verhindern, dass das
Nahrungsmittel in der Kochkammer 14 verdirbt. Wenn die
CCT niedriger als die TCT 356 ist, dann wird angenommen,
dass die modulare Kühleinheit 20 richtig
funktioniert und wird die Kühleinheit
bei 358 ausgeschaltet und wird die Steuerung dann zu dem Kühl_Zyklus 334 zurückgebracht.
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Wenn
jedoch die CCT nicht niedriger als die TCT 356 ist, fährt der
Prüf-Kühlsystemschritt 332 damit
fort, die CCT zu überwachen,
bis entweder die CCT niedriger als die TCT 356 ist oder
die Abkühlzeit 354 überschritten
ist. Wenn die Abkühlzeit 354 überschritten
wird, wird angenommen, dass die modulare Kühleinheit 20 nicht
richtig funktioniert, und wird der Zyklus bei einem Schritt 346 abgebrochen.
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Auf
die erfolgreiche Beendigung des Prüf-Kühlsystemschritts 332 hin,
läuft die
Steuerung dann zu dem in 17 gezeigten
Kühl_Zyklus 334. Der
Kühl_Zyklus 334 überwacht
die CCT bei einem Schritt 360 und schaltet die modulare
Kühleinheit 20 bei 362 aus,
wenn die CCT niedriger als die TCT ist, oder schaltet die modulare
Kühleinheit 20 bei
einem Schritt 364 ein, wenn die CCT höher als die TCT ist. Das zyklusmäßige Ein/Aus-Schalten
der modularen Kühleinheit 20 wird
so lange fortgeführt,
wie die aktuelle Zeit (Tageszeit) die Backstartzeit nicht übersteigt, was
bei einem Schritt 366 getestet wird. Wenn die aktuelle
Zeit die Backstartzeit nicht übersteigt,
dann wird der Kühl_Zyklus 304 beendet
und verläuft
eine Steuerung zurück
zu dem Back_Zyklus 306.
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Es
ist einen kurzen Kommentar wert, anzumerken, dass der Prüf-Kühlsystemschritt 332 und
der Kühl_Zyklus 334 auf
einfache Weise kombiniert werden könnten. Da der Kühl_Zyklus 334 und
der Prüf-Kühlsystemschritt 332 die
CCT gegenüber
der TCT vergleichen, könnte
die Prüfung
des Kühlsystems
beim Schritt 332 auf einfache Weise durch Durchführen der
Zeitüberwachungsfunktion
des Prüf-Kühlsystemschritts 332 während des Kühl_Zyklus 334 erreicht
werden. Es ist ebenso innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung,
dass der Wert der TCT nicht derselbe für die Kühlsystemprüfung 332 und den Kühl_Zyklus 334 sein
kann.
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Obwohl
es in 17 nicht dargestellt ist, wird
es unter bestimmten Umständen
für den Kühl_Zyklus 334 erwünscht sein,
dass er vor der Backstartzeit beendet wird, um zuzulassen, dass
die CCT auf natürliche
Weise basierend auf der Umgebungsraumtemperatur ansteigt. Die Beendigung
des Kühl_Zyklus 334 vor
der Backstartzeit wird das Ausmaß an Zeit reduzieren, das zum
Vorheizen der Kochkammer auf die Backtemperatur als Teil des Back_Zyklus 306 nötig ist.
Wenn eine solche frühe Beendigung
des Kühl_Zyklus 334 verwendet
wird, wird erwägt,
dass die entsprechende Zeitperiode ein durch die Steuerung 220 ausgewählter Parameter sein
wird, aber anwenderdefiniert sein könnte. Auf die erfolgreiche
Beendigung des Kühl_Zyklus 304 hin wird
der in 18 dargestellte Backzyklus 306 initiiert.
Es sollte beachtet werden, dass der Back_Zyklus 306 ein
allgemeiner Back_Zyklus ist und dass irgendein geeigneter Back_Zyklus
verwendet werden kann. Der Back_Zyklus 306 beginnt durch
Vergleichen der CCT gegenüber
der Backtemperatur bei einem Schritt 370 und durch Einschalten
des Heizelements bei 372, wenn die CCT niedriger als die
Backtemperatur ist, oder durch Ausschalten des Heizelements bei 374,
wenn die CCT höher
als die Backtemperatur ist. Das zyklische Ein/Aus-Schalten des Heizelements
wird solange fortgeführt,
wie die aktuelle Zeit die Endzeit nicht übersteigt, was beim Schritt 376 getestet
wird. Wenn die aktuelle Zeit die Endzeit übersteigt, dann wird der Back_Zyklus 304 beendet und
läuft eine
Steuerung zurück
zu dem Wärme_Zyklus 308 bei 308.
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Gemäß 19 hält der Wärme_Zyklus 308 die
CCT auf einer Temperatur (der Wärmetemperatur),
so dass das gekochte Nahrungsmittel auf einer Temperatur gehalten
wird, die für
ein Servieren geeignet ist, und zwar für eine vorbestimmte Zeit (die Wärmezeit).
Der Wärme_Zyklus 306 beginnt
durch Starten eines Zeitgebers 380. Die CCT wird dann gegenüber einer
Wärmetemperatur
bei einem Schritt 382 verglichen und das Heizelement wird
bei 384 eingeschaltet, wenn die CCT niedriger als die Wärmetemperatur
ist, oder ausgeschaltet, wenn die CCT höher als die Wärmetemperatur
ist. Das zyklische Ein/Aus-Schalten des Heizelements wird solange fortgeführt, wie
der Zeitgeber 380 die Wärmezeit nicht übersteigt,
was bei dem Schritt 386 getestet wird. Wenn die Wärmezeit
die Zeit 380 übersteigt, dann
wird der Wärme_Zyklus 304 beendet
und läuft die
Steuerung zurück
zu dem optionalen Kühl_Zyklus 310.
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Die
Wärmetemperatur
und die Wärmezeit sind
vorzugsweise durch die Steuerung ausgewählte Parameter, die in den
Nurlesespeicher der Steuerung 220 gespeichert sind. Es
ist innerhalb des Schutzumfangs der Erfinder, dass der Anwender
die Wärmetemperatur
und die Wärmezeit
einstellt. Der Anwender kann die Wärmetemperatur und die Wärmezeit während des
Daten_Eingabe-Schritts 302 des bevorzugten Zyklus 300 eingeben.
Wenn es erwünscht
ist, kann der Daten_Eingabe-Schritt 302 sogar
eine Option für
den Anwender zum Einstellen der Wärmetemperatur und/oder der
Wärmezeit
enthalten, oder die Steuerung 220 kann sie einstellen.
Es ist bevorzugt, dass die Parameter für die Wärmetemperatur und die Wärmezeit
auf eine solche Art begrenzt sind, dass verhindert wird, dass das
gekochte Nahrungsmittel bis zu dem Ausmaß ausgetrocknet wird, dass es
nicht essbar ist.
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Die
Wärmezeit
und die Wärmetemperatur werden
vorzugsweise derart ausgewählt,
dass sie für die
meisten gebackenen Nahrungsmittel geeignet sind, um den Prozess
zu vereinfachen. Jedoch ist es innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung,
dass die Wärmezeit
und die Wärmetemperatur
variabel sind, und sogar abhängig
vom Nahrungsmittel oder der Umgebung. Beispielsweise ist es bekannt, Feuchtigkeitssensoren
in Öfen
zu verwenden, die durch die Steuerung gesteuert werden. Wenn die Rate
oder der Absolutbetrag von Feuchtigkeit auf einem Pegel ist, der
anzeigt, dass das Nahrungsmittel über eine essbare Grenze hinaus
ausgetrocknet wird, kann sich die Wärmezeit automatisch beenden, was
in einer dynamischen Zeit resultiert. Ebenso kann der Anwender aufgefordert
werden, den Typ von Nahrungsmittel während des Daten_Eingabe-Zyklus
einzugeben, sagen wir beispielsweise Kuchen, Kasserolle, Souffle,
etc., und eine vorbestimmte Wärmezeit,
und sogar eine vorbestimmte Wärmetemperatur
kann in dem Steuerungsspeicher für
jeden Nahrungsmitteltyp gespeichert sein. Der Nahrungsmitteltyp
kann sogar in Kombination mit dem Feuchtigkeitssensor verwendet
werden, wenn es erwünscht
ist.
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Die
Funktion des Wärme_Zyklus 308 besteht im
Halten des gekochten Nahrungsmittels für eine vorbestimmte Zeitperiode
auf einer Temperatur, die zum Servieren geeignet ist. Auf diese
Weise wird ein Anwender, der am Ende des Back_Zyklus 306 noch nicht
heimgekommen ist, noch gekochtes Nahrungsmittel haben, das bei seiner
Ankunft sofort zum Servieren bereit ist. Der Wärme_Zyklus 308 ist
eine große
Annehmlichkeit für
den Anwender und wenn der Anwender sich aus irgendeinem Grund verspätet, wird
das Nahrungsmittel noch für
eine vorbestimmte Zeitperiode auf einer Temperatur gehalten werden, die
zum Servieren geeignet ist. Da angenommen wird, dass der Wärme_Zyklus 308 eine
große
Annehmlichkeit für
den Anwender ist, ist es bevorzugt, dass der Wärme_Zyklus 308 am
Ende des Back_Zyklus 306 automatisch startet. Jedoch ist
es innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung für den Wärme_Zyklus, dass er durch den
Anwender als Teil des Daten_Eingabe-Schritts 302 ausgewählt wird.
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Eine
Option für
den Wärme_Zyklus 308 besteht
darin, dass er vor dem Ablaufen der Wärmezeit beim Öffnen der
Ofentür 58 beendet
werden kann, was den mit der Steuerung 220 gekoppelten
Ofentürsensor
aktivieren würde.
Unter den meisten Umständen
wird erwartet, dass der Anwender vor der Beendigung des Back_Zyklus 306 daheim
ankommen wird. Somit wird dort, wo der Wärme_Zyklus 308 nach
der Beendigung des Back_Zyklus 306 automatisch initiiert
wird, das Öffnen
der Ofentür 58 durch den
Anwender anzeigen, dass der Anwender nun gegenwärtig ist und das Nahrungsmittel
dafür bereit
ist, serviert zu werden, was in der Beendigung des Wärme_Zyklus 308 resultiert.
Die Option zum Beenden des Wärme_Zyklus 308 in
Reaktion auf das Öffnen
der Ofentür 58 kann
auf einfache Weise durch Prüfen
des Status des Ofentür-Flags
im Speicher der Steuerung 220 vor, während oder nach der Prüfung der
Wärmezeit
bei einem Schritt 388 implementiert werden.
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In
dem Fall, in welchem der Anwender den Wärme_Zyklus 308 während des Daten_Eingabe-Schritts 302 auswählt, ist
es bevorzugt, dass das Öffnen
der Ofentür 58 nicht
in der Beendigung des Wärme_Zyklus 308 resultiert,
da vorausgesetzt wird, dass die Anwenderauswahl des Wärme_Zyklus 308 den
Wunsch des Anwenders anzeigt, dass der Wärme_Zyklus 308 seinen
gesamten Verlauf durchläuft.
Wenn der Anwender den Wärme_Zyklus 308 auswählt und
wünscht,
dass er vor dem Ablauf der Wärmezeit
beendet wird, dann kann der Anwender den Zyklus manuell stoppen.
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Der
optionale Kühl_Zyklus 310 ist
im Wesentlichen identisch zu dem Kühl_Zyklus 304 und wird
nicht detailliert beschrieben werden. Es ist bevorzugt, dass der
optionale Kühl_Zyklus 310 bei
dem Ende des Wärme_Zyklus 308 automatisch
initiiert bzw. beginnt. Jedoch ist es ungleich dem Kühl_Zyklus 304 bevorzugt,
dass der Kühl_Zyklus 310 vorzugsweise
laufen wird, bis er durch den Anwender manuell beendet wird, da
erwartet wird, dass die Umstände,
unter welchen der Kühl_Zyklus 310 initiiert
wird, solche sind, zu welchen der Anwender für ein wesentliches Ausmaß an Zeit
nach dem Ende des Back_Zyklus nicht daheim ankommen kann.
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Es
wird jedoch erwägt,
dass zugelassen werden sollte, dass der optionale Kühl_Zyklus 310 über eine
bestimmte vorbestimmte Zeit hinaus läuft, und zwar vorzugsweise
24 Stunden. Unter solchen Umständen
kann die Steuerung 220 mit einer vorbestimmten Zeit zum
Beenden des optionalen Kühl_Zyklus 310 programmiert
werden.
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Eine
weitere Option zum Beenden des optionalen Kühl_Zyklus 310 ist
das Öffnen
der Ofentür 58 auf
eine Weise gleich der zuvor beschriebenen Beendigung des Wärme_Zyklus 308.
Wenn die Ofentür 58 während eines
Kühl_Zyklus 310 geöffnet wird,
der durch die Steuerung 220 automatisch initiiert wurde, dann
wird erwägt,
dass der Anwender daheim angekommen ist und das Nahrungsmittel aus
der Kochkammer 14 entfernt, was es nun geeignet macht,
den Kühl_Zyklus 310 zu
beenden.
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Wie
bei dem Wärme_Zyklus 308 wird
dann, wenn der Kühl_Zyklus 310 während des Daten_Eingabe-Schritts 302 durch
den Anwender ausgewählt
wird, angenommen, dass der Anwender wünscht, dass der Kühl_Zyklus 310 natürlich endet, und
das Öffnen
der Ofentür 58 wird
nicht zum Beenden des Kühl_Zyklus 310 dienen.
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Der
bevorzugte Back_Zeit_Zyklus mit einem Wärmen und einem optionalen Kühlen gemäß der Erfindung
versorgt den Anwender mit einer sehr angenehmen Einrichtung zum
Kochen von Nahrungsmitteln, während
er nicht daheim ist, wobei das gekochte Nahrungsmittel zur erwünschten
Zeit fertig zum Essen ist, und wobei das gekochte Nahrungsmittel
auf einer Temperatur gehalten wird, bei welcher es zum Essen bereit
ist, wenn der Anwender spät
ankommt. Das Halten des gekochten Nahrungsmittels auf einer Temperatur,
die zum Servieren geeignet ist, auf ein Entfernen von der Kochkammer 14 hin,
stellt dem Anwender einen Großteil
an Flexibilität
bei seiner Zeitplanung zur Verfügung.
Der optionale Kühl_Zyklus 310 erhöht weiter
die Flexibilität
des Anwenders diesbezüglich,
dass dann, wenn der Anwender aus irgendeinem unbekannten Grund zu
einer Zeit daheim ankommen muss, die viel später als je ist, erwägt wird,
dass das Nahrungsmittel nicht gewärmt wird, bis es nicht mehr
essbar ist.
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Aus
dem Obigen ist es offensichtlich, dass viele Modifikationen und
Variationen der vorliegenden Erfindung angesichts der obigen Lehren
möglich sind.
Es ist daher zu verstehen, dass die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs
der beigefügten
Ansprüche
auf andere Weise ausgeführt
wer den kann, als es speziell beschrieben ist.