Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
HEAT STATUS DISPLAY FOR A GAS COOKER POINT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/097333
Kind Code:
A2
Abstract:
Gas cooker points with at least one burner (1) and a corresponding thermoelement (27) for flame monitoring are known. On heating by means of a flame from the burner (1), the thermoelement (27) generates a thermoelement signal (T) and controls a solenoid valve (5), arranged in the gas supply line (3) feeding the burner (1). According to the invention, the thermoelement (27) is connected to a heat display unit (31), by means of signal path (25, 15, 29), which displays a heat status for the gas cooker point, depending on a parameter from the thermoelement signal (T). An additional temperature sensor can thus be avoided in the area of the gas cooker point, yet a reliable indication of the heat status of the gas cooking point achieved.

Inventors:
OBERHOMBURG MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/005626
Publication Date:
December 05, 2002
Filing Date:
May 22, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BSH BOSCH SIEMENS HAUSGERAETE (DE)
OBERHOMBURG MARTIN (DE)
International Classes:
F24C3/12; (IPC1-7): F24C/
Foreign References:
FR2809164A12001-11-23
EP0918196A21999-05-26
EP0698214A11996-02-28
DE19646959A11998-05-14
Attorney, Agent or Firm:
BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH (Hochstr. 17 München, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Gaskochstelle mit mindestens einem Brenner (1) mit einem zugehörigen Thermoelement (27) für eine Flammenüberwachung, das bei einer Erwärmung durch eine Flamme des Brenners (1) ein Thermoelementsignal (T) erzeugt und ein Elektromagnetventil (5) steuert, das in einer zum Brenner (1) führenden Gaszufuhrleitung (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (27) über eine Signalstrecke (25,15,29) mit einer Wärmeanzeigeeinheit (31) verbunden ist, die in Abhängigkeit von einer Größe des Thermoelementsignals (T) einen Wärmezustand der Gaskochstelle anzeigt.
2. Gaskochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalstrecke (25,15,29) zwischen dem Thermoelement (27) und der Wärmeanzeigeeinheit (31) eine elektronische Auswerteeinheit (15) vorgesehen ist zur Verarbeitung, insbesondere Glättung, des Thermoelementsignals (T).
3. Gaskochstelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Auswerteeinheit (15) innerhalb eines nach einer Flammenerlöschung liegenden Erfassungszeitintervalls (M1M2) die Größen des Thermoelementsignals (T) erfasst und daraus einen theoretischen Thermoelementsignalverlauf (Tth) nach der Flammenerlöschung berechnet. ~.
4. Gaskochstelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Zeitdauer des Erfassungszeitintervalls (MM2) zumindest 20 Sek. beträgt.
5. Gaskochstelle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungszeitintervai ! (MiMs) zu einem Zeitpunkt beginnt, der zwischen 1 Min. und 4 Min. nach der Flammenerlöschung liegt.
6. Gaskochstelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungszeitintervall (MIM2) zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem die Größe des Thermoelementsignals etwa 8090% der Größe des Thermoelementsignals (T) zum Zeitpunkt der F ! ammener) oschung beträgt.
7. Gaskochstelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungszeitintervall (M1M2) zu einem Zeitpunkt endet, zu dem die Größe des Thermoelementsignals (T) etwa 50% der Größe des Thermoelementsignals (T) bei der Flammenerlöschung beträgt.
8. Verfahren zur Anzeige eines Wärmezustands einer Gaskochstelle mit mindestens einem Brenner (1) mit zugehörigem Thermoelement (27) für eine Flammenüberwachung, das bei einer Erwärmung durch eine Flamme des Brenners (1) ein Thermoelementsignal (T) erzeugt und ein Elektromagnetventil (5) steuert, das in einer zum Brenner (1) führenden Gaszufuhrleitung (3) angeordnet ist, welches Thermoelementsignal (T) zu einer Wärmeanzeigeeinheit ( 1)geleitetwirdinderinAbhängigkeitvon derGröße des Thermoelementsignals (T) der Wärmezustand der Gaskochstelle anzeigt wird.
Description:
Wärmezustandsanzeige bei einer Gaskochstelle Die Erfindung bezieht sich auf eine Gaskochstelle mit mindestens einem Brenner mit einem zugehörigen Thermoelement für eine Flammenüberwachung, das in Abhängigkeit von einer Flamme des Brenners ein Thermoelementsignal erzeugt und ein Elektromagnetventil steuert, das in einer zum Brenner führenden Gaszufuhrleitung angeordnet ist.

Aus der DE 196 46 959 ist ein Glaskeramikkochfeld mit einer Kochfläche und wenigstens einer Kochzone bekannt, die als Brennstelle einen offenen, atmosphärischen Gasbrenner umfasst, und mit einer der Kochzone zugeordneten Anzeigeeinrichtung, welche den <BR> <BR> Temperaturzustand der Kochzòne qualitativ anzeigt. Die Anzeigeeinrichtung wird durch die mittels einer geeigneten Auswerteschaltung aufbereiteten Messsignale von Temperatursensoren angesteuert. Die Temperatursensoren sind im Bereich des Brennerkörpers des Gasbrenners angebracht und mit diesem Brennerkörper direkt, beispielsweise durch Anschrauben an bzw. Verklemmen oder Verkleben mit dem Brennerkörper selbst oder indirekt zum Beispiel am Brennerring wärmeleitend verbunden.

Aus der EP 0 918 196 ist ein System bekannt zur Anzeige der Restwärme von zumindest einem Topfrost für einen Gasbrenner in einem Haushaltskochgerät. Der Gasbrenner wird mittels einer elektronischen Steuervorrichtung-gesteuert, wobei die Restwärme des Topfrosts indirekt mit Hilfe der elektronischen Steuervorrichtung auf der Grundlage von Daten gemessen wird, die sich auf das eingestellte Leistungsniveau des Brenners sowie auf die Zeitdauer beziehen, in der das Leistungsniveau aufrechterhalten ist. Diese Daten werden mit Hilfe eines Faktors korrigiert, der die physikalischen Merkmale des Topfrostes in Betracht zieht, so dass ein Warnlicht zur Anzeige der Restwärme aktiviert wird, wenn die Restwärme des Topfrostes einen vorbestimmten Sicherheitsschwellwert überschreitet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gaskochstelle zu schaffen, in der mit einfachen Mitteln und in einem einfachen Verfahren ein Wärmezustand der Gaskochstelle angezeigt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Gaskochstelle mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 gelöst. Demgemäß ist das Thermoelement über eine Signalstrecke mit einer Wärmeanzeigeeinheit verbunden, die in Abhängigkeit von einer Größe eines Thermoelementsignals einen Wärmezustand der Gaskochstelle anzeigt.

Erfindungsgemäß dient somit das Thermoelementsignal des Thermoelements nicht nur zur Steuerung eines Elektromagnet-Sicherheitsventils, sondern auch zur Anzeige des Wärmezustands der Gaskochstelle. Dadurch kann auf einen zusätzlichen Temperatursensor im Bereich der Gaskochstelle verzichtet werden und dennoch eine zuverlässige Aussage über den Wärmezustand der Gaskochstelle erreicht werden. <BR> <BR> <P>-Besonders-vorteilhaft-ist-es, dass gemäß-den-Gegenständen-der Patentansprü-che~1wnd~ 7 eine Restwärme der Gaskochstelle nach einer Flammenerlöschung am Brenner angezeigt werden kann. Dabei wird der Umstand genutzt, dass die Größe des Thermoelementsignals nach einer Flammenerlöschung nicht sprunghaft auf seinen Nullwert abnimmt. Vielmehr wird von den aufgeheizten benachbarten Bauteilen, wie dem Brennerkörper oder dem Trägerrost, Wärme auf das Thermoelement übertragen, so dass das Thermoelement auch nach einer Flammenerlöschung ein Thermoelementsignal erzeugt. Die Größe des Thermoelementsignals nimmt nach der Flammenerlöschung allmählich, einer e-Funktion folgend, ab.

Sobald die Größe des Thermoelementsignals einen Sicherheitsschwellwert unterschritten hat, erlischt in der Wärmeanzeigeeinheit ein Warnsignal, beispielsweise ein optisches oder akustisches Signal. Dadurch erkennt der Benutzer, daß keine Restwärme an der Gaskochstelle zu befürchten ist. Alternativ kann die Wärmeanzeigeeinheit auch eine Segmentanzeige aufweisen, in der in Abhängigkeit von der Größe des Thermoelementsignals eine Anzahl von Segmenten aufleuchtet. Weiterhin können auch optische Warnanzeigen angewendet werden, die in Abhängigkeit von der Größe des Thermoelementsignals ihre Heftigkeit ändern.

Nach der Flammenerlöschung ist der, einer e-Funktion folgende Verlauf der Größe des Thermoelementsignals größeren Schwankungen unterlegen, die durch äußere Einflüsse verursacht-werden. Um dennoch einen aussagekräftigen Verlauf des Thermoelementsignals zu erhalten, kann es vorteilhaft sein, den Verlauf des

Thermoelementsignals zu bearbeiten, z. B. zu glätten. Hierzu wird in der Signalstrecke zwischen dem Thermoelement und der Wärmeanzeigeeinheit eine elektronische Auswerteeinheit eingefügt, die die Größe des Thermoelementsignals aufnimmt, entsprechend verarbeitet, insbesondere glättet, und das geglättete Thermoelementsignal an die Wärmeanzeigeeinheit weiterleitet.

Zur Glättung des Thermoelementsignals erfasst die elektronische Auswerteeinheit die Größen des Thermoelementsignals innerhalb eines Erfassungszeitintervalls nach der Flammenerlöschung und berechnet daraus einen theoretischen Thermoelementsignalverlauf nach der Flammenerlöschung, der einer e-Funktion folgt.

Dadurch wird von der Wärmeanzeigeeinheit auch nach einer Flammenerlöschung eine zuverlässige-Auss-age-über-den-Wärmezustand-der-Gaskochst elle-erhalten : Ein Startzeitpunkt des Erfassungszeitintervalls liegt dabei vorzugsweise möglichst nahe am Zeitpunkt der Flammenerlöschung. Dadurch ist der Betrag des Thermoelementsignals vergleichsweise groß und können Einflüsse durch Schwankungen aufgrund von äußeren Störgrößen gering gehalten werden. Der Startzeitpunkt des Erfassungszeitintervalls liegt beispielsweise etwa zwischen einer und vier Minuten nach der Flammenerlöschung.

Dagegen ist innerhalb etwa einer Minute nach der Flammenerlöschung keine sinnvolle Erfassung des Thermoelementsignals möglich, da der Gradient des Thermoelementsignals zu groß ist für eine zuverlässige Berechnung des theoretischen Thermoelementsignalverlaufs.

Alternativ kann der Startzeitpunkt des Erfassungszeitintervalls auf einen Zeitpunkt festgelegt werden, zu dem die Größe des Thermoelementsignals etwa 80-90% der Größe des Thermoelementsignals T bei der Flammenerlöschung beträgt, während das Erfassungszeitintervall zu einem Zeitpunkt endet, zu dem die Größe des Thermoelementsignals T bei etwa 50% der Größe des Thermoelementsignals T bei der Flammenerlöschung liegt. Dadurch wird gewährleistet, dass unabhängig vom Temperaturniveau des Thermoelements zum Zeitpunkt der Flammenerlöschung stets Größen des Thermoelementsignals erfasst werden, bei denen der Einfluß von Signalschwankungen gering ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gaskochstelle anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen : Figur 1 ein Blockdiagramm einer Gaskochstelle in einer schematischen Darstellung ; und Figur 2 einen Verlauf eines Thermoelementsignals T vor und nach der Flammenerlöschung an einem Brenner der Gaskochstelle sowie einen theoretischen Thermoelementsignalverlauf Tth nach der Flammenerlöschung.

Die in der Figur 1 gezeigte Gaskochstelle weist einen Brenner 1 auf, über dem ein <BR> <BR> Trägerrost-2-angeordnet-ist ; auf-dem-ein-nicht-gezeigter-Gargutbehälter-abstellbar-ist-D er Brenner 1 wird über eine Gaszuleitung 3 mit Gas versorgt. In der Gaszuleitung 3 ist ein Elektromagnetventil 5 angeordnet, das von einer elektronischen Auswerteeinheit 15 gesteuert wird. Der für eine gewünschte Brennerheizleistung erforderliche Gasvolumenstrom in der Gaszuleitung 3 ist durch einen Gashahn 7 einstellbar, der mit einem Drehknebel 11 zu betätigen ist. An den Drehknebel 11 ist ein Signalgeber 9 gekoppelt, der über Leitungen 13 in einer Signalverbindung mit der elektronischen Auswerteeinheit 15 ist.

Die Gaskochstelle ist ferner mit einem Thermoelement 27 zur Flammenüberwachung versehen, mit dem ein Vorhandensein einer Flamme am Brenner 1 detektiert wird. Hierzu weist das Thermoelement 27 eine entsprechende Materialpaarung auf, in der in Abhängigkeit von einem Wärmezustand des Thermoelements 27 eine Thermospannung bzw. ein Thermostrom erzeugt wird, die/der als ein Thermoelementsignal T über eine Signalleitung 25 zu der elektronischen Auswerteeinheit 15 geleitet wird. Die elektronische Auswerteeinheit 15 ist darüber hinaus über eine Leitung 17 in Signalverbindung mit einer Zündeinrichtung 19, die eine Zündelektrode 23 ansteuern kann, um eine Flamme am Brenner 1 zu entzünden.

Der Gaskochstelle ist ferner eine Wärmeanzeigeeinheit 31 zugeordnet, die einen Wärmezustand der Gaskochstelle wiedergibt. Hierzu ist das Thermoelement 27 in einer Signalverbindung-mit-der Wärmeanzeigeeinheit 31. D. h., dass das Thermoelementsignal T vom Thermoelement 27 über eine Leitung 25 in die elektronische Anzeigeeinheit 15 und

von dort weiter zur Wärmeanzeigeeinheit 31 gespeist wird. In der elektronischen Anzeigeeinheit 15 wird das Thermoelementsignal T, wie später erläutert ist, gegebenenfalls verarbeitet, z. B. geglättet oder gefiltert, und anschließend das verarbeitete Thermoelementsignal weiter zu der Wärmeanzeigeeinheit 31 geleitet. Ein nicht gezeigtes Netzgerät liefert die Versorgungsspannung für die elektronische Auswerteeinheit 15.

Der Brenner 1 der Gaskochstelle wird durch eine Druck-oder Drehbewegung des Drehknebels 11 in Betrieb genommen. Dadurch werden vom Signalgeber 9 entsprechende Signale erzeugt und über die Leitungen 13 zur elektronischen Auswerteeinheit 15 geleitet. Die elektronische Auswerteeinheit 15 erfaßt die Signale des Signalgebers 9 und steuert die Zündeinrichtung 19 an, deren Zündelektrode 23 eine <BR> <BR> Flamme-am-Brenner-1-entzündet-Gieichzeitig-beaufschlagt-die -elektronische- Auswerteeinheit 15 das Elektromagnetventil 5 mit einem Fremdstrom, um die Gaszuleitung 3 zum Brenner 1 zu öffnen. Nach einer erfolgten Gasentzündung am Brenner 1 wird das Thermoelement 27 durch die Flamme des Brenners 1 erwärmt. Das dadurch erzeugte Thermoelementsignal T, d. h. die Thermospannung oder der Thermostrom, wird zur elektronischen Auswerteeinheit 15 geleitet und von dort aus weiter zu dem Elektromagnetventil 5. Sobald das Thermoelementsignal eine gewisse Größe überschritten hat, übernimmt es die Funktion des Fremdstroms und hält das Elektromagnetventil 5 offen.

Nach einer Flammenerlöschung am Brenner 1 kühlt das Thermoelement 27 ab, wodurch sich die Größe des Thermoelementsignals T verringert. Unterschreitet dabei die Größe des Thermoelementsignals T einen in der elektronischen Auswerteeinheit 15 festgelegten Wert, so schließt die elektronische Auswerteeinheit 15 das Elektromagnetventil 5 und sperrt somit die Gaszuleitung 3.

Ein Verlauf des Thermoelementsignals T vor und nach einer Flammenerlöschung ist in dem Diagramm gemäß der Figur 2 gezeigt. Daraus ist erkennbar, daß das Thermoelementsignal T zum Zeitpunkt der Flammenerlöschung nicht sprunghaft auf einen Nullwert abfällt. Vielmehr sinkt das Thermoelementsignal T allmählich auf den Nullwert, da es auch nach der Flammenerlöschung Wärme von benachbarten Bauteilen, wie dem Brenner 1 und dem-Trägerrost-2, aufnimmt. Daraus ergibt sich, dass--der-Verlauf des

Thermoelementsignals T in einer Abkühlphase der Gaskochstelle im wesentlichen einer e-Funktion folgt.

Wie bereits erwähnt, wird gemäß dem Ausführungsbeispiel das Thermoelementsignal T in der elektronischen Auswerteeinheit 15 verarbeitet, um Schwankungen im Signalverlauf insbesondere nach einer Flammenerlöschung bzw. während einer Abkühlphase der Gaskochstelle zu glätten. Zur Glättung des Thermoelementsignals erfasst die elektronische Auswerteeinheit 15 in einem nach der Flammenerlöschung liegenden Erfassungszeitintervall M1-M2 die Größen des Thermoelementsignals T und berechnet aus diesen Größen eine e-Funktion, die einen theoretischen Thermoelementsignalverlauf Tth wärend der Abkühlphase wiedergibt.

In Abhängigkeit von dem theoretischen Thermoelementsignalverlauf Tth leitet die elektronische Auswerteeinheit 15 Signale an die Wärmeanzeigeeinheit 31 weiter, in der entsprechend dem theoretischen Thermoelementsignalverlauf Tth der Wärmezustand der Gaskochstelle angezeigt wird. Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 und 2 erlischt ein Warnsignal der Wärmeanzeigeeinheit 31, nachdem der theoretische Thermoelementsignalverlauf Tth einen in der Auswerteeinheit 15 festgelegten Sicherheitsschwellwert S1 unterschritten hat. Dadurch erkennt der Benutzer, daß keine Restwärme an der Gaskochstelle zu befürchten ist.

Damit ein möglichst aussagekräftiger theoretischer Thermoelementsignalverlauf Tth berechnet werden kann, beträgt die Länge des Erfassungszeitintervalls M1-M2 zumindest 20 Sekunden. Dabei startet das Erfassungszeitintervall Mi-M2 zu einem Zeitpunkt, der zwischen 1 Min. und 4 Min. nach der Flammenerlöschung liegt.

Alternativ wird der Start des Erfassungszeitintervalls auf einen Zeitpunkt festgelegt, zu dem die Größe des Thermoelementsignals etwa 80-90% der Größe des Thermoelementsignals T bei der Flammenerlöschung beträgt, während das Erfassungszeitintervalls zu einem Zeitpunkt endet, zu dem die Größe des Thermoelementsignals T bei etwa 50% der Größe des Thermoelementsignals T bei der Flammenerlöschung liegt.