HORNO DE COCCION QUE INCORPORA UN CONTROL PRECISO DE LA TEMPERATURA Y METODO PARA HACER LO MISMO.

Un método para controlar con exactitud la temperatura ambiente en una cavidad para cocer cerrada (12) de un horno (10) que es precalentada con respecto a un punto de temperatura establecido seleccionado por el usuario,

teniendo la cavidad para cocer del horno un elemento de calentamiento para tostar (16) montado en una parte superior de la cavidad para cocer, y un elemento de calentamiento para cocer (18) montado en una parte inferior de la cavidad para cocer, definiendo entre ellos una región para cocer, un sensor (30) de la temperatura para tostar está montado dentro de la cavidad para cocer adyacente al elemento (16) de calentamiento para tostar, un sensor (32) de temperatura para cocer está montado dentro de la cavidad para cocer adyacente al elemento (18) de calentamiento para cocer, comprendiendo el método:

proporcionar un controlador (34) interconectado para funcionamiento a una fuente de potencia y al elemento de calentamiento para tostar, al elemento de calentamiento para cocer, el sensor de la temperatura para tostar y el sensor de temperatura para cocer, para hacer actuar selectivamente al elemento de calentamiento para tostar y al elemento de calentamiento para cocer en respuesta a la temperatura percibida por uno del sensor de temperatura para tostar y del sensor de temperatura para cocer;

determinar el punto de temperatura establecido como objetivo para la cavidad del horno en base al punto de temperatura establecido seleccionado por el usuario, percibir la temperatura de la región para cocer adyacente a por lo menos uno de los elementos de calentamiento para cocer y para tostar; comparar la temperatura percibida con el punto de temperatura establecido como objetivo, y

hacer actuar selectivamente al elemento de calentamiento para tostar y al elemento de calentamiento para cocer en respuesta a la temperatura percibida de la región para cocer, caracterizado porque el elemento de calentamiento para tostar (16) y el elemento de calentamiento para cocer (18) son hechos actuar en respuesta tanto al sensor de la temperatura para tostar como al sensor de la temperatura para cocer, para mantener una distribución vertical de la temperatura en la cavidad del horno que sea sustancialmente igual al punto de temperatura establecido como objetivo

Horno de cocción que incorpora un control preciso de la temperatura y método para hacer lo mismo.

Antecedentes del invento

En un aspecto, este invento se refiere a un horno que tiene un control exacto de la temperatura, que incluye una cavidad para cocer con elementos de calentamiento para cocer y para tostar controlados independientemente a través de sensores de temperatura separados situados adyacentes a cada uno de los elementos de calentamiento correspondientes. En otro aspecto, el invento se refiere a un método para controlar independientemente los elementos de calentamiento para cocer y para tostar en la cavidad para cocer del horno durante un ciclo de cocido del horno.

Los hornos para cocer eléctricos y de gas son antiguos y bien conocidos en la técnica anterior. Con referencia a la Fig. 1, estos tipos de hornos 10 comprenden típicamente un alojamiento que define una cavidad para cocer 12 con una cara abierta, en el que la cara abierta se cierra mediante una puerta articulada 14. El alojamiento de cara abierta está formado por paredes opuestas superior e inferior, paredes opuestas extremas, y una pared posterior. Adyacente a la pared superior de la cavidad para cocer 12 está montado un elemento 16 de calentamiento para tostar, y adyacente a la pared inferior de la cavidad para cocer está montado un elemento de calentamiento para cocer 18. Las paredes laterales 20, 22 están provistas de apoyos 24 para rejilla que se extienden en general en dirección horizontal en el sentido de la profundidad, dentro de la cavidad para cocer 12, a lo largo de las paredes laterales 20, 22, para soportar sobre los mismos una rejilla para cocer 26.

En los métodos de control para los hornos 10 de la técnica anterior, típicamente hay un solo sensor de temperatura 28 situado a una distancia predeterminada de cada uno de los elementos de calentamiento para tostar y para cocer 16, 18, respectivamente, tal como a lo largo de un plano medio horizontal de la cavidad para cocer 12, como se ha ilustrado en la Fig. 1. Este único sensor de la temperatura 28 se usaba típicamente en los modos de cocer y de tostar de los hornos 10 de la técnica anterior para controlar la activación y la desactivación de los elementos de calentamiento para tostar y para cocer 16, 18.

El uso de un solo sensor de la temperatura 28 en los hornos 10 de la técnica anterior, especialmente uno de tales sensores 28 espaciado a una gran distancia de los elementos de calentamiento para tostar y para cocer asociados 16, 18, no ha resultado ser un método efectivo para producir un gradiente de calentamiento constante y efectivo a través de la altura vertical de la cavidad para cocer 12, puesto que el calor asciende y puesto que el diferencial de calor a través de la altura vertical de la cavidad para cocer puede ser sustancialmente afectado por varios tipos de productos alimenticios situados en la bandeja para cocinar 28 (por ejemplo, un producto de pollería congelado frente a una mezcla a la temperatura ambiente) y por la forma y el tamaño de la bandeja que contenga el producto alimenticio.

Por ejemplo, la bandeja interfiere con el camino que sigue el flujo vertical del aire caliente que sube desde el elemento para cocer. Típicamente, cuanto mayor sea la bandeja, tanto mayor será la interferencia. La interferencia se traduce en que el aire calentado se va acumulando a lo largo del fondo de la bandeja y fluye alrededor de los lados de la bandeja, con lo cual impide una distribución uniforme a través de la parte superior de la bandeja, lo que da por resultado una región de menor temperatura del aire por encima de la bandeja y de aire muy caliente por debajo de la bandeja. El producto alimenticio puede exacerbar la región de baja temperatura si el producto alimenticio está a una temperatura sustancialmente inferior a la del aire que lo rodea, funcionando efectivamente como una fuente de puntos de enfriamiento. El resultado final es un gradiente de temperatura no deseable en los lados opuestos de la bandeja.

Se ha comprobado que la posición que ocupa un solo sensor de la temperatura 28 situado en el extremo superior de la cavidad para cocer 12 es ineficaz para proporcionar una entrada a un controlador para activar y desactivar los elementos de calentamiento para tostar y para cocer 16 y 18 de manera que sean capaces de reducir o eliminar el gradiente de temperatura a través de la bandeja.

También se han hecho intentos en la técnica anterior de instalar múltiples sensores de temperatura 28 en la cavidad para cocer 12 de un horno 10, si bien esos intentos en la técnica anterior lo han sido para resolver problemas no relacionados con el calentamiento uniforme a lo largo de la altura de la cavidad del horno.

Por ejemplo, en la Patente de EE.UU. Nº 5.723.846 concedida a Koether, y otros, con fecha 3 de marzo de 1998, se describe el uso de un par de sensores de la temperatura situados adyacentes a elementos de calentamiento situados ambos en una pared superior de una cavidad para cocer en un horno de convección usado para fines de detección de error en la percepción de condiciones de error en el horno de convección.

En la Patente de EE.UU. Nº 5.791.890 concedida a Maughan con fecha 11 de agosto de 1998, se describe un sensor de la temperatura situado adyacente a cada elemento de calentamiento para cocer y para tostar en un horno de gas usado para la finalidad de detectar una prueba positiva de encendido en cada uno de los elementos de calentamiento a base de gas.

En la Patente de EE.UU. Nº 5.332.886 concedida a Schilling y otros con fecha 26 de julio de 1994, se describe un regulador electrónico para un horno eléctrico que tiene un controlador provisto de un programa fijo para procesar datos procedentes de un sensor de la temperatura real y de sensores de temperatura separados, para producir valores de corrección de error en la temperatura ambiente en la cavidad para cocer, para convertir la dependencia entre los valores de la temperatura del sensor de temperatura real y del dispositivo para medir la temperatura en datos de proceso adicionales.

En el documento US-A-4 345 145 se describe un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y un horno de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 10.

Ninguna de las aplicaciones con doble sensor aborda el problema de controlar exactamente la temperatura en la cavidad para cocer del horno durante un ciclo de cocido del horno para obtener una distribución de calor uniforme a lo largo de la altura del horno.

Sumario del invento

El invento se refiere a un método para controlar exactamente la temperatura ambiente en una cavidad para cocer cerrada de un horno que es precalentada con respecto a un punto fijo de la temperatura establecido por el usuario, comprendiendo el método las características de la reivindicación 1.

Los pasos para determinar un punto de temperatura establecido como objetivo pueden comprender calcular el punto establecido par el elemento de calentamiento que comprende uno de un punto establecido para tostar y un punto establecido para cocer, a partir del punto de temperatura establecido como objetivo. El cálculo de los puntos establecidos para los elementos para cocer y para tostar comprende preferiblemente seleccionar el uno de los puntos establecidos para cocer y para tostar de una tabla de datos que contiene una lista de puntos de temperatura establecidos como objetivo y una lista correspondiente de al menos uno de los puntos establecidos para cocer y para tostar. Los puntos establecidos para cocer y para tostar comprenden un margen de valores de la temperatura delimitado por un límite de baja temperatura y por un límite de alta temperatura.

Como alternativa, el cálculo de los puntos establecidos para tostar y para cocer puede comprender seleccionar un valor diferencial de la temperatura correspondiente al punto de temperatura establecido como objetivo y sumar el valor diferencial de la temperatura con el seleccionado de al menos uno de los puntos establecidos para cocer y para tostar, para calcular el otro de los al menos uno de los puntos establecidos para cocer y para tostar. El valor diferencial de la temperatura puede ser negativo o positivo.

El paso de percibir la temperatura comprende, preferiblemente, leer una señal de la temperatura del sensor que comprende una de una señal de la temperatura de cocer y de una señal de la temperatura de tostar leídas del sensor de la temperatura para cocer y del sensor de la temperatura para tostar correspondientes.