DE4239334A1 - Räumliche Anordnung eines Sensors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine räumliche Anordnung ei­ nes Sensors, beispielsweise Gas-Sensors, zur Steuerung von Gar-, Brat- und Backvorgängen im Herd-Backrohr, das sowohl mit konventionellen elektrischen Heizungen und/oder Mikro­ wellenheizung beaufschlagbar ist und mindestens einen Wra­ senkanal besitzt, der von einem Lüfter beaufschlagbar ist.

Bei der Kontrolle vieler Prozesse im Backofen eines Herdes (z. B. Garen, Pyrolyse, Braten) kann der Prozeßverlauf opti­ miert werden aufgrund der Ergebnisse der Analyse des dem Backofen entweichenden Wrasens. Die Zusammensetzung des Wra­ sens erlaubt Rückschlüsse auf das erreichte Prozeßstadium. Verfahren dieser Art sind aus dem Stand der Technik und aus bereits bekannten Mikrowellen-Kombinationsgeräten bekannt.

Ein wesentliches Problem dabei ist die sachgerechte Versor­ gung eines Gas-Sensors mit dem zu analysierenden Wrasen. Beim Einsatz bisheriger Gas-Sensoren mußte der zu analysie­ rende Wrasen direkt dem Wrasen-Hauptstrom entnommen werden.

In einem Herd muß damit gerechnet werden, daß sehr häufig viel sehr heißer Wrasen mit einem hohen Anteil verdampfter Fette und Öle anfällt. Diese Fette können in den relativ kühlen Wrasenkanälen abkondensieren. Sie schlagen sich daher auch in der Nähe des Sensors und direkt auf diesem selbst nieder. Wenn sich in der Nähe des Sensors zuviel kondensier­ te Fette und Öle befinden, dann kann der Sensor durch diese Abdunstungen bei der Kontrolle von Gar- oder Pyrolyseprozes­ sen falsche Werte abgeben. Es ist daher notwendig, den Wra­ sen einerseits in ausreichender Menge möglichst vorsichtig an den Sensor heranzuführen, andererseits aber den Sensor vor zu intensivem Anstrom heißem Wrasens zu schützen. Der Sensor muß stets in einem thermischen Gleichgewicht bleiben, d. h. es darf in der Nähe des Sensors kein schädliches Kon­ densat angesammelt sein und der Sensor darf durch heiße oder kühle Gasströme nicht von seiner Eigenarbeits-Temperatur ab­ weichen.

Bei bekannten Mikrowellen-Kombinationsgeräten ist der Sensor im Hauptwrasenstrom oft in der Nähe einer Art Blende ange­ ordnet. Diese Blende soll den Sensor vor direktem Luftzug schützen, damit er nicht durch die schwankende Strömungsge­ schwindigkeit des Wrasens aus dem thermischen Gleichgewicht kommt. Die Erfahrung zeigt, daß Konstruktionen dieser Art nur bei relativ niedrigen Temperaturen mit stetigem Luft­ durchsatz zuverlässig arbeiten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Sensoren zur Steue­ rung von Herden unter Vermeidung der bekannten Nachteile funktionsgerecht und zerstörungsfrei anzuordnen. Die erfin­ dungsgemäße Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Wrasenkanal ein Seitenkanalstutzen abzweigt, an dessen sichtbar dichtem Ende ein Sensor angeordnet ist, wo­ bei die Länge des Seitenkanalstutzens mindestens seiner vierfachen Breite (ggf. dem vierfachen Durchmesser) ent­ spricht, wobei die Neigung des Seitenkanalstutzens auf dem Wrasenkanal als Null-Grad-Normale bezogen, von 90 Winkelgra­ den bis zum Kondensat-Ablaufgrundwinkel variieren. Diese er­ findungsgemäße Lösung garantiert eine Anordnung zur Entnahme von Gasproben aus dem Wrasenstrom des Backrohrs, ohne den Sensor zu überlasten. Dabei wird sichergestellt, daß bei wechselnden Strömungsgeschwindigkeiten des Wrasens sowie bei hohen und schwankenden Wrasentemperaturen der Gas-Sensor stets mit einer ausreichenden Mengen Wrasens für eine Gas- Analyse versorgt ist. Außerdem beinhaltet die erfindungsge­ mäße Lösung den Vorteil, daß in der Nähe des Sensors während der Lebensdauer des Herdes nicht zuviele störende Ablagerun­ gen von Fett- oder Ölkondensaten auftreten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt die Prinzipskizze zur Anordnung des Sen­ sors in einem Seitenkanalstutzen. Gemäß der Zeichnung ist ein Hauptwrasenkanal 1, eine Bewegungsrichtungs-Anzeige 2, ein Seitenkanalstutzen 3, ein Sensor 4, ein Wrasendurchsatz- Nebenstrom 5 und eine Wrasendurchflutungs-Hilfsöffnung er­ kennbar. Aus dem Backrohr des Herdes wird der Wrasen stets durch einen Wrasenkanal 1 ins Freie geführt. An diesen Wra­ senkanal 1 ist ein Seitenkanalstutzen 3 angeordnet, an des­ sen sichtbar abgeschlossenem Ende ein Sensor 4 angeordnet ist. Um dem Sensor 4 typische Mischungen des Hauptwrasen­ stromes zuleiten zu können, ist am Ende seitlich des Sei­ tenkanalstutzens 3 eine Wrasendurchflutungs-Hilfsöffnung 6 angeordnet. Der Wrasendurchsatz 5 am Seitenkanalstutzen kann über diesen Wrasendurchflutungs-Hilfsweg 6 unmittelbar und unverwirbelt an den Sensor 4 geführt werden. Um einen siche­ ren Wrasendurchsatz durch den Seitenkanalstutzen 3 gewähr­ leisten zu können, muß der Seitenkanalstutzen eine Mindest­ neigung besitzen, die so ausgestattet ist, daß ein sich bildendes Kondensat sicher abläuft und keinen Verschluß des Seitenkanalstutzens herbeiführen kann. Es ist daher zweckmä­ ßig, die Neigung des Seitenkanalstutzens 3 vorzugsweise zwi­ schen 90 und 40 Winkelgraden gegenüber dem Hauptwrasenkanal anzuordnen. Dabei spielt auch die Länge des Seitenkanalstut­ zens 3 insofern eine Rolle, daß der Sensor nicht durch zu große schwankende Volumen und schwankende Temperaturen des Wrasenstromes beeinflußt wird, und dennoch eine sichere De­ tektion der Wrasen-Zusammensetzung geben kann. Die Länge des Seitenkanalstutzens 3 ist mindestens mit der vierfachen Breitendimension des Seitenkanalstutzens auszuführen, d. h. das Verhältnis τ/d ≧ 4. Ein optimales Verhältnis von τ/d (Länge des Seitenkanalstutzen 3 zu seiner Breite) entsteht durch die Beziehung τd/≧ 5.

Die erfindungsgemäße Lösung besitzt gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß der Sensor auch bei Wrasenströmen mit stark schwankendem Volumen, stark schwankender Tempera­ tur und hohem Anteil an kondensierbaren Fetten oder Ölen wrasengerechte auswertbare Signale liefert.

Claims (4)

1. Räumliche Anordnung eines Sensors, beispielsweise Gas- Sensors, zur Steuerung von Gar- ,Brat- und Backvorgängen im Herdbackrohr, das sowohl mit konventioneller elektri­ scher Heizung und/oder Mikrowellenheizung beaufschlagbar ist und mindestens einen Wrasenkanal besitzt, da­ durch gekennzeichnet, daß aus dem Wrasenkanal (1) ein Seitenkanalstutzen (3) abzweigt, an dessen sichtbar dichtem Ende ein Sensor angeordnet ist, wobei die Länge des Seitenkanalstutzens (3) mindestens der vierfachen Breite (ggf. dem vierfachen Durchmesser) des Seitenkanalstutzens (3) entspricht, wobei die Nei­ gung des Seitenkanalstutzens (3) auf den Wrasenkanal (1) als Null-Grad-Normale bezogen, von 90 Winkelgraden bis zum Kondensatablauf-Grenzwinkel variieren kann.

2. Räumliche Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Seitenkanalstutzen (3) eine Wra­ sendurchflutungs-Hilfsöffnung (6) in der Umgebung des mit dem Sensor (4) abgeschlossenen Endes des Seitenkan­ alstutzens (3) besitzt.

3. Räumliche Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Neigung des Seitenkanalstutzens (3) vorzugsweise zwischen 90 Winkelgraden und 40 Winkel­ graden liegt.

4. Räumliche Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verhältnis von der Länge des Sei­ tenkanalstutzens (3) zu seiner Breite bzw. seinem Durch­ messer vorzugsweise größer als 5 ist.