DE10056701A1 - Schnellkochvorrichtung, die Infrarotlicht verwendet - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die in der Lage ist, Lebensmittelprodukte in kurzer Zeit zu kochen, indem das abgegebene Licht auf das Lebensmittelprodukt unter Verwendung einer Lampe, die Licht in einem Infrarotbereich abgibt, konzentriert wird. Insbesondere ist sie in der Lage, das Lebensmittelprodukt in kurzer Zeit zu kochen, indem Licht im sichtbaren Lichtbereich in einem Wellenlängenbereich von mehr als 1,35 mum unter Verwendung einer Leuchteinheit zur Abgabe von Licht im Infrarotlichtbereich und einer Reflexionsplatte zur Konzentration des abgegebenen Lichts im Infrarotlichtbereich auf das Lebensmittelprodukt konzentriert wird.

Description

Stand der Technik 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die in der Lage ist, Lebensmittelprodukte unter Verwendung einer Lampe, die Infrarotlicht abgibt, in kurzer Zeit zu kochen, und insbesondere eine Schnellkochvorrichtung, die Infrarotlicht verwendet und in der Lage ist, das Lebensmittelprodukt schnell zu kochen, indem das abgegebene Licht unter Verwendung einer Lampe, die Licht in einem Infrarotlichtbereich abgibt, auf das Lebensmittelprodukt konzentriert wird.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Herkömmliche Heizvorrichtungen zum Kochen von Lebensmittelprodukten sind in der Vergangenheit in einer Vielfalt von Arten bereitgestellt worden. Zum Beispiel ist ein elektronischer Produktbereich bereitgestellt worden, der das Lebensmittelprodukt derart erwärmt, daß durch Elektrizität Mikrowellen erzeugt werden und die Mikrowellen in das Lebensmittelprodukt eindringen, wobei Molekularbewegungen im Inneren des Produkts verursacht werden und das Lebensmittelprodukt auf diese Weise erwärmt wird.

Daneben ist ein Gerät zum Kochen des Lebensmittelprodukts unter Verwendung einer Heizvorrichtung bereitgestellt worden, zum Beispiel ein Kochgerät, das Lichtwellen als Wärmequelle verwendet. Ein solches Gerät, das eine Lampe verwendet, bei der mehr als 90% der Strahlungsenergie eine Wellenlänge von weniger als 1 µm aufweisen, kocht die Oberfläche und das Innere eines zu erwärmenden Objekts unter Verwendung von sichtbarem Licht und Licht im nahen Infrarotbereich, das von der Lampe abgegeben wird. Das heißt, die Erwärmung des Lebensmittelprodukts beginnt an seiner Oberfläche, und daraufhin wird die Wärme durch Wärmeleitung ins Innere übertragen. Zum Beispiel werden Pizzakrusten vollständig gebacken bei knusprigem Äußeren und saftigem, weichem Inneren.

Für eine ausführliche Beschreibung der oben genannten herkömmlichen Kochgeräte, die Infrarotlicht und sichtbares Licht verwenden, siehe U.S -Patent Nr. 4,481,405 (Erfinder: Malick; Franklin S.) und U.S.-Patent Nr. 4,486639 (Erfinder: Mittlesteadt; Robert A.).

Fig. 1 ist eine Ansicht, die eine Konstruktion eines Kochgerätes gemäß der herkömmlichen Technik veranschaulicht. Wie darin veranschaulicht, umfaßt das Kochgerät: eine äußere Wand 10 und eine innere Wand 11 zum Schutz des Kochgerätes; Strahlungslampen 12, die in einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt der inneren Wand 11 angebracht sind; durchsichtige Platten 13, die zwischen den Strahlungslampen 12 angebracht sind, um Licht hindurchzulassen, das von den Strahlungslampen 12 abgegeben wird; ein Tablett 15, das zwischen den durchsichtigen Platten 13 angebracht ist, um Lebensmittelprodukte zu tragen; und Stützträger zum Stützen der durchsichtigen Platten 13 und des Tabletts 15. Die oben genannte Konstruktion wird nun ausführlich beschrieben, indem als Beispiel eine Pizza 16 angenommen wird, die auf das Tablett 15 gelegt ist.

Zuerst erzeugt die Strahlungslampe 12, wenn Strom an die Strahlungslampe 12 angelegt wird, mindestens mehr als 4 kW Strahlungsenergie im sichtbaren Lichtbereich. Die erzeugte Strahlungsenergie im sichtbaren Lichtbereich dringt in den unteren und oberen Bereich der Pizza ein, nachdem sie die durchsichtigen Platten 13 durchdrungen hat. Mit anderen Worten wird die Pizza gebacken, indem sie die Strahlungsenergie im sichtbaren Lichtbereich aufnimmt.

Da jedoch Lebensmittelprodukte eine große Absorptionsrate im Infrarotlichtbereich aufweisen, verglichen mit dem sichtbaren Lichtbereich, besteht im Fall, daß Strahlungsenergie im sichtbaren Lichtbereich verwendet wird, das Problem, daß es länger dauert, die Lebensmittel zu kochen als im Fall, daß Strahlungsenergie im Infrarotlichtbereich verwendet wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schnellkochvorrichtung zu schaffen, die Infrarotlicht verwendet und in der Lage ist, das Lebensmittelprodukt im Infrarotlichtbereich schnell zu kochen, indem das Licht, das an das Lebensmittelprodukt unter Verwendung einer Lampe, die Licht abgibt, abgegeben wird, konzentriert wird.

Um die oben genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird eine Schnellkochvorrichtung bereitgestellt, die umfaßt: eine Leuchteinheit zur Abgabe von Licht im Infrarotlichtbereich innerhalb des Wellenlängenbereichs von mehr als 1,35 µm bei mehr als 65% der Gesamtstrahlungsenergie; eine Reflexionsplatte, die in einem oberen Bereich der Leuchteinheit angebracht ist und dafür ausgelegt ist, das Licht, das von der Leuchteinheit auf ein Zielprodukt abgegeben wird, zu reflektieren; eine Siebeinheit mit einer Mehrzahl von Durchdringungsöffnungen, die in einem unteren Abschnitt der Leuchteinheit angebracht ist, um dadurch das Licht, das von der Leuchteinheit abgegeben wird, und das Licht, das von der Reflexionsplatte reflektiert wird, direkt hindurchzulassen; und einen Filter, der in einem unteren Bereich der Siebeinheit angebracht ist, um dadurch die Leuchteinheit zu schützen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, die nur zur Veranschaulichung gegeben sind und die vorliegende Erfindung daher nicht einschränken, wobei:

Fig. 1 ein Querschnitt ist, der die Konstruktion eines Kochgeräts gemäß der herkömmlichen Technik veranschaulicht;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Kochgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 3 ein Querschnitt ist, der einen Abschnitt der Heizvorrichtung aus Fig. 2 vergrößert darstellt;

Fig. 4 eine Graphik ist, die das Reflexionsverhältnis gemäß der Wellenlänge eines Lichtes hinsichtlich einer Reihe von Lebensmittelprodukten veranschaulicht;

Fig. 5 eine Graphik ist, die das Reflexionsverhältnis gemäß der Wellenlänge eines Lichts hinsichtlich einer Reflexionsplatte aus rostfreiem Material veranschaulicht; und

Fig. 6 eine Graphik ist, die die spektrale Verteilung gemäß der Farbtemperatur eines Lichts veranschaulicht, das von einer Halogenlampe abgegeben wird.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Kochgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie darin veranschaulicht, umfaßt eine Heizvorrichtung 20: Halogenlampen 20-2 zur Abgabe von Licht im Infrarotlichtbereich in einem Wellenlängenbereich von mehr als 1,35 µm bei mehr als 65% der Gesamtstrahlungsenergie; eine Reflexionsplatte 20-1, die in einem oberen Abschnitt der Halogenlampen 20-2 angebracht ist und dafür ausgelegt ist, das Licht, das von den Halogenlampen 20-2 abgegeben wird, auf ein Zielprodukt zu reflektieren; eine Siebeinheit 20-3 mit einer Mehrzahl von Durchdringungsöffnungen, die in einem unteren Abschnitt der Halogenlampen 20-2 angebracht ist, um dadurch das Licht, das von den Halogenlampen 20-2 abgegeben wird, und das Licht, das von der Reflexionsplatte 20-1 reflektiert wird, hindurchzulassen; und einen Filter 20-4, der in einem unteren Bereich der Siebeinheit 20-3 angebracht ist, um dadurch die Halogenlampen 20-2 zu schützen und das Licht, das von der Siebeinheit 20-3 abgegeben wird, direkt hindurchzulassen; und eine Kochkammer 21 zum Kochen von Lebensmittelprodukten. Eine ausführliche Beschreibung davon wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.

Fig. 3 ist ein Querschnitt, der den Abschnitt der Heizvorrichtung 20 aus Fig. 2 vergrößert darstellt.

Zunächst geben die Halogenlampen 20-2 das Licht im Infrarotlichtbereich in einem Wellenlängenbereich von mehr als 1,35 µm bei mehr als 65% der Gesamtstrahlungsenergie ab. Die Wellenlänge der Strahlungsenergie, die von der Halogenlampe 20-2 abgegeben wird, variiert entsprechend der Temperatur des Fadens (Wolfram), der eine Wärmequelle ist.

Im Fall der Verwendung der Halogenlampe 20-2 in dem Kochgerät zum Kochen von Lebensmittelprodukten ist es hier effektiv, die Abgabe eines Licht mit einer Wellenlänge zu ermöglichen, die zum Kochen des Lebensmittelprodukts geeignet ist.

Andererseits ist es im Fall der Verwendung der Halogenlampe 20-2 zu Beleuchtungszwecken effektiv, zu ermöglichen, daß der Großteil der Strahlungsenergie von sichtbarem Licht abgegeben wird, indem die Temperatur (Farbtemperatur) eines Fadens erhöht wird.

Dementsprechend weist die Halogenlampe 20-2 eine Farbtemperatur von weniger als 2400 K auf, um ein Licht mit einer Wellenlänge abzugeben, die zum Kochen des Lebensmittelproduktes geeignet ist.

Es stehen verschiedene Verfahrensweisen zur Verfügung, um die Farbtemperatur der Halogenlampe 20-2 auf 2400 K einzustellen. Zum Beispiel ist die Halogenlampe 20-2 so ausgelegt, daß sie eine gesättigte Temperatur von 2400 K aufweist, indem bei der Herstellung des Fadens der Halogenlampe 20-2 eine Leistungsdichte entsprechend der Länge der Lampe, dem Durchmesser der Wärmestrahlen, dem Widerstand und dergleichen eingestellt wird. Danach erreicht der Faden der Halogenlampe 20-2, wenn Strom an die Halogenlampe 20-2 angelegt wird, einen gesättigten Zustand bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur (2400 K) entsprechend der oben genannten ausgeführten Leistungsdichte, und die Temperatur wird danach nicht mehr erhöht.

Wenn die Farbtemperatur zu niedrig ist, wird die Stärke der Strahlungsenergie der Halogenlampe 20-2 kleiner. Daher beträgt eine geeignete Farbtemperatur mindestens 1600 K, und vorzugsweise 2200 K.

Danach wird die Reflexionsplatte 20-1 im oberen Abschnitt der jeweiligen Halogenlampe 20-2 angebracht, um das Licht zu konzentrieren, das von der Halogenlampe 20-2 in die Kochkammer 21 abgegeben wird. Das heißt, sie dient dazu, das Licht, das von der Halogenlampe 20-2 in die Kochkammer 21 abgegeben wird, zu reflektieren, so daß es nicht nach außen abgegeben wird.

Zusätzlich ist die Reflexionsplatte 20-1 mit einem rostfreien Material oder Aluminium beschichtet, das ein Metallmaterial ist, da sie das Licht, das von der Halogenlampe 20-2 erzeugt wird, reflektieren und nicht absorbieren soll, damit kein Verlust der Energie auftritt, die von der Halogenlampe 20-2 erzeugt wird.

Die Siebeinheit 20-3 ist in einem unteren Abschnitt der Halogenlampe 20-2 angebracht und weist eine Mehrzahl von Durchdringungsöffnungen auf, so daß das Licht, das von der Halogenlampe 20-2 abgegeben wird, und das Licht, das von der Reflexionsplatte 20-1 reflektiert wird, in die Kochkammer 21 einfallen kann.

Der Filter 20-4 ist in einem unteren Abschnitt der Siebeinheit 20-3 angebracht, um die Halogenlampe 20-2 zu schützen und das Licht durch die Siebeinheit 20-3 hindurchzulassen und in die Kochkammer 21 im Inneren des Kochgerätes einfallen zu lassen. Hier ist der Filter 20-4 aus Keramik oder einem Glaskeramikmaterial gebildet.

Danach dringt das einfallende Licht in ein Zielprodukt (Lebensmittelprodukt) in der Kochkammer 21 im Inneren des Kochgerätes ein.

Fig. 4 ist eine Graphik, die das Reflexionsverhältnis gemäß der Wellenlänge eines Lichts hinsichtlich einer Reihe von Lebensmittelprodukten veranschaulicht. Wie darin veranschaulicht, absorbieren Lebensmittelprodukte Energie im Infrarotlichtbereich und reflektieren im allgemeinen Energie im sichtbaren Lichtbereich.

Daher ist es möglich, das Lebensmittelprodukt aufgrund einer hohen Absorptionsrate schnell zu kochen, indem Infrarotlicht auf das Lebensmittelprodukt angewendet wird.

Fig. 5 ist eine Graphik, die das Reflexionsverhältnis gemäß der Wellenlänge eines Lichts hinsichtlich einer Reflexionsplatte aus rostfreiem Material (STS 430, STS 304) veranschaulicht. Wie darin veranschaulicht, ist ersichtlich, daß das Reflexionsverhältnis im Infrarotlichtbereich, verglichen mit dem sichtbaren Lichtbereich, größer ist.

Fig. 6 ist eine Graphik, die die spektrale Verteilung gemäß der Farbtemperatur eines Lichtes veranschaulicht, das von der Halogenlampe 20-2 abgegeben wird. Das heißt, um herauszufinden, wie die spektrale Verteilung des abgegebenen Lichts gemäß der Farbtemperatur eines Lichtes differenziert ist, wird die spektrale Verteilung entsprechend der Farbtemperatur des Lichts, das von der Halogenlampe 20-2 abgegeben wird, zur Veranschaulichung untersucht. Hier bedeutet "spektral", daß ein Licht in eine Reihe von Farbbändern entsprechend der Wellenlängendifferenz unterteilt wird.

Wie darin veranschaulicht, ist durch die oben genannte spektrale Verteilung ersichtlich, daß sich der Spitzenwert, der eine maximale Stärke darstellt, in Richtung eines langen Wellenlängenbereiches bewegt, wenn die Farbtemperatur niedriger wird. Der Bereich des Abschnitts unterhalb der jeweiligen spektralen Verteilungskurve stellt die Energie eines abgegebenen Lichts dar. Mit anderen Worten ist ersichtlich, daß die Energie im langen Wellenlängenbereich größer wird.

Das Verhältnis der Strahlungsenergie entsprechend einem Wellenlängenbereich hinsichtlich der oben genannten Farbtemperaturen 2300 K und 2400 K ist in Tabelle 1 veranschaulicht.

[Tabelle 1]

Der oben genannte Wellenlängenbereich von 0,4-0,7 µm ist ein sichtbarer Lichtbereich, und der oben genannte Wellenlängenbereich von 1,0 µm ist ein Zwischenbereich eines nahen Infrarotbereichs. Der Wellenlängenbereich von 0,4-1,35 µm ist ein sichtbarer Lichtbereich und liegt in der Nähe des Infrarotlichtbereiches. Zusätzlich ist der Wellenlängenbereich von mehr als 1,35 µm ein Infrarotlichtbereich.

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wird, da die Strahlungsenergie des Infrarotlichtbereiches bei einer Farbtemperatur von 2300 K größer ist, was niedriger ist als 2400 K, ein Licht in einem Bereich der niedrigeren Farbtemperatur verwendet, um die Strahlungsenergie im Infrarotlichtbereich zu erhöhen.

Zusätzlich wird durch Differenzierung des Wellenlängenbereichs eines abgegebenen Lichtes, wie oben beschrieben, ermöglicht, die Kochzeit entsprechend der Art des Lebensmittelprodukts einzustellen, insbesondere, um das Lebensmittelprodukt, das ein schnelles Kochen erfordert, schnell zu kochen.

Wie oben beschrieben, wird bei der vorliegenden Erfindung das Lebensmittelprodukt innerhalb eines kurzen Zeitraumes gekocht, da die Halogenlampe 20-2 Licht im Infrarotlichtbereich an das Lebensmittelprodukt abgibt und das Lebensmittelprodukt das abgegebene Licht im Infrarotlichtbereich gut absorbiert.

Zusätzlich ermöglicht die Reflexionsplatte aus einem rostfreien Material, daß das Licht im Infrarotlichtbereich auf das Lebensmittelprodukt konzentriert wird, wodurch die Kochzeit stark verringert wird.

Da die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden kann, ohne von ihrem Gedanken oder ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen, versteht es sich, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen durch die Einzelheiten der vorangehenden Beschreibung nicht beschränkt werden, wenn nicht anders spezifiziert, sondern sie sollen innerhalb ihres Gedankens und Bereiches weit ausgelegt werden, wie in den angehängten Ansprüchen definiert, und daher fallen sämtliche Veränderungen und Modifikationen in den Bereich und die Grenzen der Ansprüche, oder die Äquivalente solcher Bereiche und Grenzen sind daher als in die angehängten Ansprüche inbegriffen zu verstehen.

Claims (8)

1. Schnellkochvorrichtung, die Infrarotlicht verwendet, in einer Kochvorrichtung zum Kochen von Lebensmittelprodukten unter Verwendung einer Heizvorrichtung, umfassend:
eine Halogenlampe zur Abgabe von Licht in einem Infrarotlichtbereich;
eine Reflexionsplatte, die in einem oberen Bereich der Halogenlampe angebracht ist und das abgegebene Licht im Infrarotlichtbereich auf ein Zielprodukt konzentriert; und
eine Siebeinheit, die in einem unteren Abschnitt der Halogenlampe angebracht ist und eine Mehrzahl von Durchdringungsöffnungen aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Filter in einem unteren Abschnitt der Siebeinheit angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Halogenlampe Licht im Infrarotlichtbereich in einem Wellenlängenbereich von mehr als 1,35 µm bei mehr als 65% der Strahlungsenergie abgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Halogenlampe Licht innerhalb eines Farbtemperaturbereichs von 900 K bis 2400 K abgibt.

5. Schnellkochvorrichtung, die Infrarotlicht verwendet, in einer Kochvorrichtung zum Kochen von Lebensmittelprodukten unter Verwendung einer Heizvorrichtung, umfassend:
ein Leuchtmittel zur Abgabe von Licht in einem Infrarotlichtbereich innerhalb eines Wellenlängenbereichs von mehr als 1,35 µm bei mehr als 65% der Gesamtstrahlungsenergie;
eine Reflexionsplatte, die in einem oberen Abschnitt des Leuchtmittels angebracht ist und das Licht reflektiert, das von dem Leuchtmittel abgegeben wird;
eine Siebeinheit mit einer Mehrzahl von Durchdringungsöffnungen, die in einem unteren Abschnitt des Leuchtmittels angebracht ist, um das Licht, das von dem Leuchtmittel abgegeben wird, und das Licht, das von der Reflexionsplatte reflektiert wird, direkt hindurchzulassen; und
einen Filter, der zum Schutz des Leuchtmittels in einem unteren Abschnitt der Siebeinheit angebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Leuchtmittel Licht innerhalb eines Farbtemperaturbereichs von 900 K bis 2400 K abgibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Leuchtmittel eine Halogenlampe ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei mindestens ein oder mehrere Leuchtmittel in einem oberen Abschnitt der Siebeinheit angebracht sind.