DE3146638A1

DE3146638A1 - Boiling point control device for cooking stoves to save energy

Info

Publication number: DE3146638A1
Application number: DE19813146638
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7000 Stuttgart Brüggen; Dieter 7250 Leonberg Karr; Josef 7016 Gerlingen Winkler
Original assignee: Individual
Current assignee: Karr Dieter Dipl-Phys 1000 Berlin De Bruegge
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1983-07-07

Abstract

Today's cooking stoves have temperature-controlled hotplates. However, since the boiling process is a phase transition which depends on external parameters, such as air pressure or salt content of the product, the control of the simmering process is difficult. A method has been developed which registers the phase transition itself. During boiling, bubbles of steam are formed which cause the liquid, saucepan and hotplate to vibrate. The size of the vibration amplitudes is measured and the signal is used to control the heat supply. The method avoids both boiling over and initiation of the boiling process.

Description

Beschreibungdescription

Stand der Technik: Moderne Küchenherde besitzen temperaturgeregelte Kochplatten. Der Temperatursensor ist in der Kochplatte integriert, er mißt die Temperatur an der Topfunterseite. Weil bereits geringe Schwankungen des atmosphärischen Luftdruckes oder Zugaben von Kochsalz den Siedepunkt der Flüssigkeit verschieben, ist die Temperatur als Regelgröße für den Kochvorgang ungeeignet. Außerdem ist die erforderliche Wärmezufuhr von der Größe des Topfes und von der Flüssigkeitsmenge abhängig. Die Hausfrau ist gezwungen, die Heizleistung individuell einzustellen, weil die Temperaturvorwahl zur Einhaltung des Kochzustandes zu ungenau ist.State of the art: Modern kitchen stoves have temperature-controlled Hotplates. The temperature sensor is integrated in the hotplate, it measures the Temperature on the bottom of the pot. Because already small fluctuations in the atmospheric Air pressure or the addition of table salt shift the boiling point of the liquid, the temperature is unsuitable as a control variable for the cooking process. Besides, the required heat input depending on the size of the pot and the amount of liquid addicted. The housewife is forced to adjust the heating power individually, because the temperature preselection is too imprecise to maintain the cooking status.

Dies erfordert ein mehrmaliges Nachregeln der Heizstufe bis die ideale Kochstufe gefunden ist. Bei zu großer Wärmezufuhr wird ein Teil der Flüssigkeit verdampft, ohne Nutzen für den Kochvorgang. Bei zu geringer Wärmezufuhr verlängert sich der Kochprozeß.This requires the heating level to be readjusted several times until the ideal one Heat setting is found. If the heat supply is too great, part of the liquid will be lost evaporates, of no use to the cooking process. Extended if the heat supply is too low the cooking process.

Erfindung: Die der Erfindung zugrunde liegende Idee sieht als Regelgröße für den Kochvorgang den beim Sieden erzeugten Körperschall vor. Gemessen wird das Körperschallsignal auf der Unterseite des Topfes durch einen Körperschallsensor.Invention: The idea on which the invention is based sees as a controlled variable the structure-borne noise generated during boiling for the cooking process. That is measured Structure-borne sound signal on the underside of the pot by a structure-borne sound sensor.

Beim Erwärmen einer Flüssigkeit entstehen Dampfblasen in der Flüssigkeit, wenn der Siedepunkt erreicht wird; der Partialdruck der Flüssigkeit ist dann gLeich dem atmosphärischen Druck. Die Dampfblasen regen die Flüssigkeit und den Kochtopf zu Schwingungen an, die mit einem Körperschallsensor detektiert werden können. Diese Meßmethode ist unabhängig von der Siedetemperatur der Flüssig keit, da der Siedevorgang selbst erfaßt wird. Damit ist für den Kochvorgang eine ideale Regelgröße gegeben.When a liquid is heated, vapor bubbles form in the liquid, when the boiling point is reached; the partial pressure of the liquid is then the same the atmospheric pressure. The steam bubbles stimulate the liquid and the saucepan to vibrations that can be detected with a structure-borne sound sensor. These The measuring method is independent of the boiling point of the liquid, since the boiling process is detected itself. This provides an ideal control variable for the cooking process.

Durchführung: Das Körperschallsignal des Siedevorganges kann direkt mit Hilfe eines Stiftes auf der Unterseite des Topfbodens erfaßt werden. Der Stift ragt durch eine Bohrung in der Mitte der Kodplatte, am Ende des Stiftes befindet sich der Wandlerteil des Sensors. Die beim Kochvorgang freiwerdende Schwingungsenergie erlaubt auch eine indirekte Erfassung des Körperschallsignals durch Detektion der Schwingungen, die vom Topf auf die elektrische Heizplatte oder die Stützfüße an einem Gasherd übertragen werden.Implementation: The structure-borne sound signal of the boiling process can be carried out directly can be detected with the help of a pen on the underside of the bottom of the pot. The pencil protrudes through a hole in the middle of the code plate, located at the end of the pin the converter part of the sensor. The one released during the cooking process Vibration energy also allows the structure-borne noise signal to be recorded indirectly by detecting the vibrations from the pot to the electric heating plate or the support feet can be transferred to a gas stove.

Das so erhaltene elektrische Signal wird in einer elektronischen Einheit verstärkt, frequenz filtert und von Störsignalen befreit. Eine Triggerstufe tastet das Signal ab und gibt über ein Relais das Kommando zum Heizen oder Abschalten. Die Regelung der Heizung kann sowohl digital als auch analog erfolgen. Mit Hilfe eines Stellventils kann diese Regeleinrichtung auch bei Gasherden eingesetzt werden. Der Körperschallsensor ist dann in einem der Stützfüßen integriert.The electrical signal thus obtained is stored in an electronic unit amplified, frequency filters and freed from interfering signals. A trigger level is probing emits the signal and gives the command for heating or switching off via a relay. The heating can be controlled digitally as well as analog. With help a control valve, this control device can also be used for gas stoves. The structure-borne sound sensor is then integrated in one of the support feet.

Anhand eines Pegelstellers kann die Hausfrau die gewünschte Siedestufe "schwach", "mittel", "stark" vorwählen, das entspricht einer halbautomatischen Betriebsart. Wird der Pegelsteller in einer Zusatzelektronik integriert, so können Kochprofile durebfahren werden dies entspricht der automatischen Betriebsart. Je nach Anwendungsfall ist auch eine Kombination der Körperschallregelung mit der Temperaturregelung denkbar.The housewife can set the desired boiling point using a level regulator Preselect "weak", "medium", "strong", this corresponds to a semi-automatic operating mode. If the level control is integrated in additional electronics, cooking profiles This corresponds to the automatic operating mode. Depending on the application A combination of structure-borne noise control with temperature control is also conceivable.

Mit dem Eirsatz der Erfindung sehen wir folgende Vorteile: - Energieeinsparung: weil die minimale Energiemenge eingesetzt wird - Zeiteinsparung: durch exakte Siedepunkteinstellung - Bedienungskomfort: das lästige Nachregeln unterbleibt L e e r 8 ei t eWith the implementation of the invention we see the following advantages: - Energy saving: because the minimum amount of energy is used - time saving: due to the exact boiling point setting - Ease of use: there is no annoying readjustment L e r 8 ei t e

Claims

Boiling point control for kitchen stoves to save energy patent claims U A device for regulating the boiling process of liquids through detection the structure-borne noise excitation of the boiling bubbles t that the vibrations of the liquid container from a structure-borne sound sensor is detected and the signal received is used to regulate the heat supply.

2. Arrangement according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the structure-borne sound sensor is firmly connected to the liquid container.

3. Arrangement according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the structure-borne sound sensor (1) is positioned on the heating element and when it is positioned of a pot (2) the sensor receives structure-borne sound contact with the pot (Fig. 1).

H. Arrangement according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the structure-borne sound sensor (1) on the underside of the heating device (3) or is integrated in the heating element and the structure-borne noise of the heating device detected, which is initiated by the pot (Fig. 2).

5. Arrangement according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the structure-borne sound sensor (1) is integrated in one of the support feet (3) (e.g. gas stove) and the structure-borne noise of the saucepan (2) is detected (Fig. 3).

6. Arrangement according to claim 1-5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the structure-borne sound sensor is combined with a temperature sensor.