ДУХОВОЙ ШКАФ С ПАРОГЕНЕРАТОРОМ (ВАРИАНТЫ)
OVEN WITH STEAM GENERATOR (EMBODIMENTS)

Область изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к духовым шкафам с подачей водяного пара при приготовлении продуктов путем тепловой обработки, например, хлеба.
Предшествующий уровень техники
[0002] Существующие духовые шкафы включают духовые шкафы, оснащенные только нагревательным элементом, и духовые шкафы, оснащенные нагревательным элементом и парогенератором (например, бойлером) одновременно (см. патентные документы 1-3). Также известны методы тепловой обработки продуктов с добавлением водяного пара в процессе нагревания в зависимости от типа продукта.
Перечень библиографических ссылок
Патентный документ
[0003] Патентный документ №1: JP Н07-055155 А
Патентный документ №2: JP Н08-128653 А
Патентный документ №3: JP 2014-023801 А
Сущность изобретения
Техническая задача
[0004] Упомянутые выше духовые шкафы имеют следующие недостатки. При приготовлении тостов, что является основным видом использования таких духовых шкафов, содержащаяся в хлебе влага (в ломтике хлеба) испаряется в ходе тепловой обработки, при этом ухудшается текстура и вкус хлеба. Также в случаях, когда при приготовлении из духового шкафа исходит приятный запах, при испарении содержащейся в хлебе влаги также выделяется запах содержащегося в хлебе масла, и при этом в значительной мере теряется аромат продукта.
[0005] Далее, хлеб со специями, круассаны и аналогичные изделия при разогревании обгорают снаружи, прежде чем удается прогреть их полностью, и оптимального способа разогревания таких хлебобулочных изделий не существует.
[0006] Кроме того, требуется лоток с водой для подачи воды в бойлер. Если вода в резервуаре не израсходована полностью или вода осталась в бойлере, необходимо очищать резервуар или сливать воду из бойлера по гигиеническим соображениям, что требует времени и усилий.
[0007] Настоящее изобретение представляет собой духовой шкаф, обеспечивающий приготовление вкусного продукта путем контроля над влажностью изделия без обгорания его наружной поверхности.
[0008] Настоящее изобретение также представляет собой духовой шкаф с функцией образования водяного пара для тепловой обработки продукта с сохранением гигиенического состояния изделия при испарении всего объема воды.
Решение задачи
[0009] Для решения перечисленных выше задач и получения изделий в указанном выше состоянии, духовой шкаф, являющийся предметом настоящего изобретения, имеет следующую конфигурацию.
[0010] Корпус коробчатой формы; рабочая полость, в которой размещается изделие для тепловой обработки, причем рабочая полость сформирована внутри корпуса; нагревательный элемент, установленный в рабочей полости; парогенератор, установленный в рабочей полости; лоток для воды, в который заливается определенный объем воды, причем упомянутый объем воды полностью испаряется за заданное время; водяной патрубок для подачи воды от лотка для воды к парогенератору; блок управления парогенератором для образования пара в течение всего процесса тепловой обработки продукта.
Преимущества изобретения
[0011] В соответствии с настоящим изобретением тепловая обработка обеспечивает получение вкусного продукта путем контроля над влажностью изделия без обгорания его наружной поверхности. Также обеспечивается функция образования водяного пара, причем резервуар для воды не требуется, и тепловая обработка продукта осуществляется с сохранением гигиенического состояния изделия путем испарения всего объема воды.
Краткое описание чертежей
[0012] Фиг. 1 - вид духового шкафа в перспективе согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - пояснительный чертеж внутренней структуры духового шкафа.
Фиг. 3 - пояснительная схема, изображающая блок управления духового шкафа.
Фиг. 4 - пояснительная схема функциональных операций духового шкафа.
Фиг. 5 - пояснительная диаграмма, иллюстрирующая алгоритм управления в режиме тепловой обработки процесса функциональных операций духового шкафа.
Фиг. 6 - пояснительная диаграмма, иллюстрирующая еще один режим тепловой обработки процесса функциональных операций духового шкафа.
Фиг. 7 - вид в перспективе, показывающий основную часть духового шкафа согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 8 - пояснительная схема, иллюстрирующая процесс функциональных операций духового шкафа согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 9 - вид в перспективе, показывающий основную часть духового шкафа согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Осуществление изобретения
[0013] Фиг. 1 - вид в перспективе духового шкафа 10 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 2 - пояснительный чертеж внутренней структуры духового шкафа 10. Фиг. 3 - пояснительная схема, изображающая блок управления 100 духового шкафа 10. Фиг. 4 - пояснительная схема функциональных операций духового шкафа 10. Фиг. 5 - пояснительная диаграмма, иллюстрирующая алгоритм управления в режиме тепловой обработки процессом функциональных операций духового шкафа. Фиг. 6 - пояснительная диаграмма, иллюстрирующая еще один режим тепловой обработки процесса функциональных операций духового шкафа.
[0014] Духовой шкаф 10 включает коробчатый корпус в форме прямоугольного параллелепипеда 11, рабочую полость в форме прямоугольного параллелепипеда 20 внутри корпуса 11, в которой размещается изделие для тепловой обработки, нагревательный элемент 30, размещенный в рабочей полости 20, бойлер (парогенератор) 40, размещенный в рабочей полости 20, и блок управления 100 для управления нагревательным элементом 30 и бойлером 40.
[0015] Дверца 12 находится на лицевой стороне корпуса 11, и регулировочный блок 13 размещен на внешней стороне упомянутой дверцы 12. Регулировочный блок 13 имеет узел установки параметров 14 для установки времени и выбора режима тепловой обработки, и узел уведомления 15, например светодиод или зуммер.
[0016] Лоток для воды 21 размещен в верхней части рабочей полости 20. Водяной патрубок 50 для подачи воды W от лотка для воды 21 к описываемому далее резервуару бойлера 41 размещен в корпусе 11. Водяной патрубок 50 включает первый сегмент патрубка 51, подающий воду W под наклоном от нижней части лотка для воды 21 к верхней части внешней стороны рабочей полости 20, и второй сегмент патрубка 52,  подающий воду W от верхней части к нижней части внешней стороны рабочей полости 20, в вертикальном направлении относительно резервуара бойлера 41.
[0017] Лоток для воды 21 вмещает заданное количество (например 10 см3) воды W, и формируется таким образом, чтобы вместить определенное количество воды W в мерной емкости М без перелива, и направить воду W в водяной патрубок 50. За определенное количество воды принимается объем, который может полностью испаряется за определенное время работы (например, 1 минуту) описываемого далее нагревательного элемента бойлера 42.
[0018] Металлическая решетка 22, на которой размещается изделие для тепловой обработки, расположена практически горизонтально посередине рабочей полости 20. Далее, термистор (датчик температуры) 24 расположен в рабочей полости 20.
[0019] Нагревательный элемент 30 включает нагревательный элемент верхней поверхности 31, установленный в верхней части рабочей полости 20, и нагревательный элемент нижней поверхности 32, установленный в ее нижней части.
[0020] Бойлер 40 включает резервуар бойлера 41, выполненный в форме пластины и расположенный под решеткой 22, нагревательный элемент бойлера 42 для нагрева резервуара бойлера 41, и термистор бойлера (датчик температуры) 43, присоединенный к резервуару бойлера 41. Емкость резервуара бойлера 41 превышает или равна заданному объему (например, 10 см3).
[0021] Блок управления 100 включает регулировочное устройство 110 для управления функциями прибора и выполнения расчетов и диагностики в соответствии с программами функциональных операций тепловой обротки, например, показанных на Фиг. 4, и блок питания 120 для раздельной подачи напряжения на нагревательный элемент верхней поверхности 31, нагревательный элемент нижней поверхности 32, и нагревательный
элемент бойлера 42.
[0022] Регулировочное устройство 110 получает данные от термистора рабочей полости 24, термистора бойлера 43 и узла установки параметров 14, и передает данные на узел уведомления 15 и блок питания 120. Регулировочное устройство 110 также управляет функцией генерирования пара в резервуаре бойлера 41 в течение заданного времени (например, 1 минуты) с момента начала тепловой обработки.
[0023] Блок питания 120 оборудован первым реле 121, вторым реле 122 и третьим реле 123, через которые соответственно подключены нагревательный элемент верхней поверхности 31, нагревательный элемент нижней поверхности 32, и нагревательный элемент бойлера 42.
3
3
[0024] При указанной конфигурации духовой шкаф 10 выполняет тепловую обработку следующим образом. В первую очередь открывают дверцу 12 и наливают заданное количество (10 см) воды W в лоток для воды 21. Заданное количество воды легко налить с помощью мерной емкости определенного объема (10 см). Вода W, налитая в лоток для воды 21, поступает в резервуар бойлера 41 по водяному патрубку 50. Затем изделие, которое должно пройти тепловую обработку, например, ломтик хлеба, размещают на решетке 22 и дверцу 12 закрывают.
[0025] Для установки параметров тепловой обработки выбирают режим тепловой обработки (ST10) и устанавливают таймер (ST 11). При установке таймера в диапазоне от 1 минуты до 15 минут можно выбрать степень «зарумянивания» изделия. Затем начинается тепловая обработка изделия (ST12) и осуществляется управление функциями бойлера и нагревательных элементов.
[0026] При управлении функцией бойлера вначале срабатывает третье реле 123, и подается напряжение на нагревательный элемент бойлера 42 (ST20). В результате нагревается и испаряется вода W в резервуаре бойлера 41, и водяной пар заполняет рабочую полость 20. Водяной пар окружает проходящее тепловую обработку изделие, что препятствует испарению содержащейся в нем влаги. Заметим, что температура на термисторе бойлера 43 не превышает 100°С, пока [в резервуаре] имеется вода W. После того, как вода W полностью испаряется, температура в резервуаре бойлера 41 быстро повышается. Когда температура на термисторе бойлера 43 достигает или превышает 120°С (ST21), устанавливается, что вода W закончилась. Регулировочное устройство 110 активирует третье реле 123 в блоке питания 120, прекращая подачу напряжения на нагревательный элемент бойлера (ST23).
[0027] Если температура на термисторе бойлера 43 не превышает 120°С, выполняется измерение истекшего времени, соответствующего установленному режиму тепловой обработки (ST22). Если 1 минута истекла, осуществляется переход к ST23, либо возврат к ST21, если 1 минута не истекла.
[0028] При управлении нагревательным элементом первое реле 121 и второе реле 122 активируются по схеме, соответствующей избранному режиму тепловой обработки, с подачей напряжения на нагревательный элемент верхней поверхности 31 и нагревательный элемент нижней поверхности 32, и начинается тепловая обработка (ST30). На Фиг. 5 и 6 приведены пояснительные схемы, иллюстрирующие алгоритм управления тепловой обработкой.
[0029] После истечения установленного с помощью таймера времени с момента начала тепловой обработки (например, 10 минут) (ST31), подача напряжения на нагревательный элемент верхней поверхности 31 и нагревательный элемент нижней поверхности 32 прекращается (ST32), и тепловая обработка завершается.
[0030] Как описано выше, при использовании духового шкафа 10 согласно настоящему осуществлению изобретения, заранее определенное количество воды W может быть полностью испарено за определенное время с момента начала тепловой обработки. Соответственно, после завершения тепловой обработки воды W не остается. Кроме того, поскольку для тепловой обработки требуется небольшое количество воды W, воду необходимо заливать непосредственно перед каждым использованием духового шкафа, и бак для воды не требуется. В результате каждый раз используется чистая вода W, соответствующая гигиеническим нормам.
[0031] Что касается разогреваемого хлебобулочного изделия, можно предотвратить выделение влаги и препятствовать окислению изделия с тем, чтобы сохранить хрустящую корочку и приятный вкус изделия после тепловой обработки путем подачи пара в течение первой минуты тепловой обработки и дальнейшего приготовления без пара, или путем подачи пара на последнем этапе тепловой обработки. Благодаря этому настоящий духовой шкаф может использоваться для приготовления круассанов.
[0032] Далее, при приготовлении тостов содержащаяся в хлебе влага не испаряется в процессе тепловой обработки, и сохраняется текстура и вкус хлеба. Аромат содержащегося в хлебе масла также не теряется при испарении влаги, и аромат изделия сохраняется. Кроме того, ранее не существовало оптимального способа разогревать хлеб со специями, круассаны и подобные им хлебобулочные изделия в связи с тем, что поверхность изделия пригорает раньше, чем удается прогреть их полностью. Однако с помощью духового шкафа 10 можно прогреть хлеб полностью, избежав пригорания его поверхности.
[0033] Фиг. 7 - вид в перспективе, показывающий духовой шкаф 10А согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, со снятой дверцей 12. Фиг. 8 - пояснительная схема, иллюстрирующая процесс функциональных операций духового шкафа 10А. Примечание, на Фиг. 7 конструктивным элементам присвоены те же номера, что и на Фиг. 1 и 2, и подробные описания упомянутых конструктивных элементов опущены.
[0034] Духовой шкаф 10А включает коробчатый корпус в форме прямоугольного параллелепипеда 11, рабочую полость в форме прямоугольного параллелепипеда 20А внутри корпуса 11, в которой размещается изделие для тепловой обработки, нагревательный элемент 30, размещенный в рабочей полости 20А, бойлер (парогенератор) 40А, размещенный рядом с рабочей полостью 20А, и блок управления 100А для управления нагревательным элементом 30 и бойлером 40А.
3
[0035] Рабочая полость 20А оснащена бачком для воды 200 емкостью например 1000 см, и водоподающим клапаном 210, расположенным под бачком для воды 200, вместо лотка для воды 21 и водяного патрубка 50.
3
[0036] Водоподающий клапан 210 может отмерять определенное количество воды W (например, 10 см) и подавать воду W в резервуар бойлера 41. За определенное количество воды принимается объем, который полностью испаряется за определенное время работы (например, 1 минуту) описываемого далее нагревательного элемента бойлера 42.
3
[0037] Бойлер 40 расположен под бачком для воды 200 и включает резервуар бойлера 41, нагревательный элемент бойлера 42, служащий для нагрева резервуар бойлера 41, и термистор (датчик температуры) бойлера 43, установленный на резервуаре бойлера 41. Емкость резервуара бойлера 41 превышает или равна определенному количеству воды (например, 10 см).
[0038] Блок управления 100А служит для управления функциями прибора и выполнения расчетов и диагностики в соответствии с программами функциональных операций, например, показанных на Фиг. 8.
3
[0039] При указанной конфигурации духовой шкаф 10А выполняет тепловую обработку следующим образом. В первую очередь открывают дверцу 12, и наливают воду W в объеме (например 800 см), близком к максимальной емкости бачка для воды 200, в бачок для воды 200. Затем изделие, которое должно пройти тепловую обработку, например, ломтик хлеба, размещают на решетке 22 и дверцу 12 закрывают.
[0040] Для установки параметров тепловой обработки выбирают режим тепловой обработки (ST40) и устанавливают таймер (ST 41). При установке таймера в диапазоне от 1 минуты до 15 минут можно выбрать степень «зарумянивания» изделия. Затем начинается тепловая обработка изделия (ST42) и осуществляется управление функциями бойлера и нагревательных элементов.
3
[0041] В ходе управления функциями бойлера открывается водоподающий клапан 210 (ST50), определенное количество (например, 10 см) воды W, соответствующее режиму тепловой обработки, подается из бачка для воды 200 в резервуар бойлера 41 (ST51), и водоподающий клапан 210 закрывается (ST52). Затем на нагревательный элемент бойлера 42 подается напряжение (ST53), и вода W в резервуаре бойлера 41 нагревается до состояния пара, который поступает в рабочую полость 20А. Водяной пар окружает проходящее тепловую обработку изделие, что препятствует испарению содержащейся в нем влаги. Следует отметить, что температура на термисторе бойлера 43 не превышает 100°С, пока [в резервуаре] имеется вода W. После того, как вода W полностью испаряется, температура в резервуаре бойлера 41 быстро повышается. Когда температура на термисторе бойлера 43 достигает или превышает 120°С (ST21), устанавливается, что вода W закончилась (ST54), и подача напряжения на нагревательный элемент бойлера 42 прекращается (ST56).
[0042] Если температура на термисторе бойлера 43 не превышает 120°С, выполняется измерение истекшего времени, соответствующего установленному режиму тепловой обработки (ST55). Если соответствующее режиму тепловой обработки время истекло, осуществляется переход к операции ST56.
[0043] Управление параметрами тепловой обработки аналогично описанному выше духовому шкафу 10, и отдельное описание не приводится.
[0044] Как описано выше, при использовании духового шкафа 10А согласно настоящему осуществлению изобретения, заранее определенное количество воды W полностью испаряется за определенное время, и после завершения тепловой обработки воды W не остается. Кроме того, поскольку вода W, необходимая для тепловой обработки, подается с помощью водоподающего клапана 210 в соответствии с избранным режимом тепловой обработки, заливать воду перед каждым циклом не требуется. Далее, необходимый объем воды W можно регулировать в соответствии с избранным режимом тепловой обработки, и разные размеры [разогреваемых хлебобулочных изделий] могут быть учтены.
[0045] Что касается разогреваемого хлебобулочного изделия, можно предотвратить выделение влаги и препятствовать окислению изделия с тем, чтобы сохранить хрустящую корочку и приятный вкус изделия после тепловой обработки путем подачи пара в течение первой минуты тепловой обработки и дальнейшего приготовления без пара, или путем подачи пара на последнем этапе тепловой обработки. Благодаря этому настоящий духовой шкаф может использоваться для приготовления круассанов.
[0046] Кроме того, возможно получение результатов, аналогичных получаемых при использовании духового шкафа 10.
[0047] Фиг. 9 - вид в перспективе, показывающий духовой шкаф 10В согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения со снятой дверцей 12. На Фиг. 9 конструктивным элементам присвоены те же номера, что и на Фиг. 7, и подробные описания упомянутых конструктивных элементов опущены.
[0048] Духовой шкаф 10В оснащен бойлером 40, размещенным над бачком для воды 200. Духовой шкаф 10В также может выполнять функции тепловой обработки аналогично духовому шкафу 10А, и обеспечивать те же результаты, что и духовой шкаф 10А.
[0049] Следует учитывать, что настоящее изобретение не ограничивается описанными выше воплощениями. Например, хотя в приведенном примере используется бойлер 40 в качестве парогенератора, водяной пар может производиться с помощью ультразвукового устройства. Конфигурация и прочие параметры нагревательного элемента 30 может быть изменена по мере необходимости в зависимости от размера и формы рабочей полости 20, типа проходящего тепловую обработку изделия и т.д. Далее, хотя продолжительность генерирования водяного пара установлена в 1 минуту, это время не является постоянным параметром и может быть изменено по мере необходимости в зависимости от размера и формы рабочей полости 20, типа проходящего тепловую обработку изделия и т.п. Естественно, настоящее изобретение допускает модификацию и реализацию различными способами без отклонения от сути изобретения.
Номера позиций
[0050] 10, 10А, 10В Духовой шкаф
11. Корпус
12 Дверца
13 Регулировочный блок
14 Узел установки параметров
15 Узел уведомления
20, 20А Рабочая полость
21 Лоток для воды
22 Решетка
24 Термистор рабочей полости (датчик температуры)
30 Нагревательный элемент
31 Нагревательный элемент верхней поверхности
32 Нагревательный элемент нижней поверхности
40 Бойлер (парогенератор)
41 Резервуар бойлера
42 Нагревательный элемент бойлера
43 Термистор бойлера (датчик температуры)
50 Водяной патрубок
100 Блок управления
110 Регулировочное устройство
120 Блок питания
200 Бачок для воды
210 Водоподающий клапан
W Вода