DE4133939A1 - Dampferzeuger fuer gargeraete und dergleichen - Google Patents

Description

Beim Garen von Lebensmitteln, z. B. beim Backen von Backwaren oder beim Garen von Fleischgerichten mit Heißluft und/oder mit Dampf, wird Dampf benötigt. Beim Garen mit Heißluft wird Dampf in der ersten Phase des Garvorganges zugeführt und auf das Gargut geleitet, damit dessen Oberfläche in einer bestimmten Weise beeinflußt wird, beispielsweise beim Backen von Brot oder Brötchen eine glänzende knusprige Kruste entsteht. Beim Garen von Fleischgerichten dient das anfäng­ liche Bedämpfen dazu, die Poren des Gargutes durch eine rasche Eiweißgerinnung zu schließen und damit das Austreten von Flüssigkeit aus dem Gargut und ein damit einhergehendes Austrocknen des Gargutes weitestgehend zu verringern oder zu vermeiden. Beim Garen mit Dampf wird ohnehin ein ständiger Dampfstrom benötigt.

Für das Bedämpfen in der Anfangsphase des Garvorganges oder für das vollständige Garen mit Dampf sind Dampferzeuger bekannt, die ein großes meist quaderförmiges Siedegefäß aufweisen. Darin sind Heizschlangen oder Heizstäbe unter­ gebracht, die ihre Wärme unmittelbar an den Wasservorrat im Siedegefäß abgeben und ihn erwärmen, bis an der freien Ober­ fläche Dampf gebildet wird. Dieser Dampf wird durch eine Dampfaustrittsöffnung und eine daran angeschlossene Dampf­ leitung zum Garraum des Gargerätes geleitet. In dieser Dampfleitung sind keine Absperrorgane vorhanden. Beginn, Dauer und Ende der Dampfzufuhr werden ausschließlich über die Energiezufuhr zu den Heizschlangen oder Heizstäben gesteuert. Die bekannten Dampferzeuger sind sehr träge, weil bei ihnen stets der ganze Wasserinhalt des Siedegefäßes erwärmt werden muß. Bei intermittierendem Betrieb mit verhältnismäßig kurzer Bedämpfungsphase und mit längerer Garphase ohne Dampfzufuhr wird durch Abschalten oder Ver­ ringern der Energiezufuhr zu den Heizschlangen oder Heiz­ stäben die Temperatur des gesamten Wasserinhaltes aus­ reichend weit unter Siedetemperatur abgesenkt, so daß eine Dampferzeugung zuverlässig unterbunden wird. Diese "Ruhe­ temperatur" liegt in der Regel bei 85°C. Bei erneutem Dampfbedarf muß dann der gesamte Wasserinhalt wieder auf Siedetemperatur gebracht und vorübergehend auf dieser Tempe­ ratur gehalten werden.

Damit die Trägheit der Dampferzeuger nicht durch häufiges Nachfüllen von Frischwasser verschlimmert wird, wird meist nur in größeren Zeitabständen frisches Wasser nachgefüllt und dafür der Wasservorrat von vornherein ausreichend groß angelegt. Dann aber dauert es umso länger, bis der Wasser­ inhalt des Siedegefäßes wieder die Siedetemperatur erreicht hat. Das ist besonders beim Garen des Gargutes mit Dampf von Nachteil, weil dadurch der Garprozeß vorübergehend gehemmt oder unterbrochen wird.

Bei diesen Dampferzeugern liegen die Heizschlangen oder Heizstäbe unmittelbar im Wasser, das sie erwärmen sollen. Dabei werden die im Wasser gelösten Stoffe, wie z. B. Kalk, Eisenoxyd oder dergleichen, zu einem beträchtlichen Teil ausgefällt, wobei diese Stoffe sich vor allem an den Heiz­ schlangen oder Heizstäben festsetzen, weil dort der Ausfäll­ vorgang am intensivsten auftritt. Dadurch verschlechtert sich in zunehmendem Maße der Wärmeübergang von den Heiz­ schlangen oder Heizstäben auf das Wasser. Dadurch wiederum wird der Dampferzeuger in seinem Betriebsverhalten noch träger, als er ohnehin schon ist. Außerdem erfordern die Ablagerungen eine Erhöhung der Temperatur der Heizschlangen oder Heizstäbe, was für deren Isolierung nachteilig ist und die Lebensdauer der Heizschlangen oder Heizstäbe vermindert. Das gilt insbesondere für den Fall, daß die Ablagerungen sich nicht mehr entfernen lassen und deshalb die Heiz­ schlangen oder Heizstäbe insgesamt ausgetauscht werden müssen.

Diese Dampferzeuger haben einen verhältnismäßig großen Raum­ bedarf. Da der Dampferzeuger in der Regel an der Rückseite des Gargerätes untergebracht wird, muß das Gehäuse des Gar­ gerätes an der Rückseite entsprechend erweitert werden. Dabei erfordert der Dampferzeuger eine verhältnismäßig große Raumtiefe der Erweiterung. Da andere Geräteteile dieses Ausmaßes in der Regel nicht vorhanden sind, wird die Erweiterung des Gerätegehäuses nur unvollständig ausge­ nutzt.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampferzeuger für Gargeräte und dergleichen zu schaffen, der einen geringeren Raumbedarf als die bekannten Dampferzeuger hat und der vor allem im Betrieb weniger träge als die bekannten Dampferzeuger ist.

Dadurch, daß das Siedegefäß nach Art eines Durchlauf­ erhitzers ausgebildet ist, bei dem das Wasser von der Wassereintrittsöffnung in Richtung auf die Dampfaustritts­ öffnung hin zwangsgeführt ist, muß von der Wärmequelle immer nur eine sehr kleine Wassermenge erwärmt und zum Sieden gebracht werden, wobei der Siedebereich auf den letzten Abschnitt des Durchlaufweges des Wassers beschränkt ist. Dadurch läßt der Dampferzeuger sich an die jeweils geforderte Dampfmenge sehr schnell und einfach anpassen, auch wenn der Bedarf häufig oder rasch wechselt. Selbst wenn bei geringem Dampfbedarf die Wärmequelle vorübergehend abgeschaltet oder ihre Heizleistung vermindert wird, ist das Wiedererwärmen des Wassers im Siedebereich von der Ruhe­ temperatur auf Siedetemperatur und die Dampferzeugung inner­ halb kürzester Zeit möglich. Das ist besonders wichtig, wenn der Dampferzeuger während der Anfangsphase des Garvorganges für ein kurzzeitiges Bedämpfen des Gargutes eingesetzt wird, das im übrigen durch Heißluft weiter- und fertiggegart wird.

Dadurch, daß an das Siedegefäß der Wärmequelle eine Dampf­ trennkammer angeschlossen ist, wird trotz der Ausbildung des Siedegefäßes als Durchlauferhitzer zuverlässig vermieden, daß bei der Dampfbildung unerwünschte Wasseranteile mit in den Garraum eingebracht werden. Diejenigen Wasseranteile, die aus dem Siedebereich zunächst in die Trennkammer mit­ gerissen werden, werden dort zurückgehalten und fließen anschließend wieder in die Siedekammer zurück.

Eine Ausgestaltung nach Anspruch 2 ergibt einen geometrisch einfach gestalteten Innenraum des Siedegefäßes mit glatter Wand, so daß einmal nur eine denkbar kleine Wassermenge für die Füllung benötigt wird und außerdem die wasserberührte Wandfläche ein Kleinstmaß erreicht. Dadurch wird das Ent­ stehen von Ablagerungen verringert. Dennoch auftretende Ablagerungen lassen sich leicht wieder entfernen. Außerdem wird durch die Rohrform mit ihrem verhältnismäßig kleinen Durchlaßquerschnitt auf einfache Weise, insbesondere ohne irgend welche Leitelemente, die Zwangsführung des Wassers begünstigt. Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 wird die Zwangsführung des Wasserinhaltes im Siedegefäß durch die Schwerkraft unterstützt und im Wasser ein günstiger Tempe­ raturgradient erreicht.

Durch eine Ausbildung nach Anspruch 4 wird einerseits ein sehr guter Wärmeübergang von der Wärmequelle auf die Wandung des Siedegefäßes und von diesem an die Wasserfüllung erreicht. Andererseits wird dadurch die Wärmequelle vor Ablagerungen aus der Wasserfüllung geschützt.

Eine Ausgestaltung nach Anspruch 5 ergibt einen einfachen Aufbau der Dampftrennkammer und ihrer Einzelteile. Dadurch sind auch die Fertigungskosten verhältnismäßig niedrig. Außerdem läßt sich eine solche Trennkammer leicht montieren und für Reinigungszwecke demontieren. Das gleiche gilt bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 6 bezüglich der Her­ stellung und der Montage des Trenneinsatzes sowie bezüglich seiner Montage und Demontage.

Eine Ausgestaltung nach Anspruch 7 ermöglicht es, bei den­ jenigen Trennscheiben, bei denen zwischen ihrem Rand und der Wand der Dampftrennkammer ein Ringspalt vorhanden ist, diesen Ringspalt einerseits mit einer geringen lichten Weite auszubilden und andererseits eine ausreichend große Spalt­ länge und damit einen ausreichend großen Durchlaßquerschnitt zu erreichen. Diese Durchmesserverhältnisse ermöglichen es außerdem, vor allem bei der der Dampfeintrittsöffnung nächstgelegenen Trennscheibe einen Durchmesser zu wählen, der größer als die Dampfeintrittsöffnung ist. Dadurch bildet der Boden und die Wand der Dampftrennkammer mit dieser Trennscheibe eine Art Labyrinth für die vom Dampf mitge­ rissenen oder hochbrodelnden Wassertropfen. Die Trennscheibe wirkt für sie wie eine Prallplatte. Das begünstigt die Rück­ haltewirkung für die im Dampf enthaltenen Wasseranteile, ohne den Durchtritt des reinen Dampfes zu behindern. Ergänzt werden diese Eigenschaften durch eine Weiter­ bildung nach Anspruch 8.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnitten dargestellte Seiten­ ansicht des Dampferzeugers;

Fig. 2 eine teilweise geschnitten dargestellte Vorder­ ansicht des Dampferzeugers;

Fig. 3 eine in größerem Maßstab dargestellte Ansicht einer Baugruppe des Dampferzeugers nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht eines Einzelteils der Baugruppe nach Fig. 3.

Der aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtliche Dampferzeuger 10 weist als Hauptbaugruppen ein Siedegefäß 11, eine Dampf­ trennkammer 12 und eine Grundplatte 13 auf.

Das Siedegefäß 11 ist nach Art eines Durchlauferhitzers ausgebildet. Es wird durch einen geraden Rohrabschnitt 14 mit glatter Wand 15 gebildet. Es ist aus korossionsfestem Stahl hergestellt. Auf der Außenseite des Rohrabschnittes 14 ist als Wärmequelle ein elektrischer Heizwendel 16 mit metallener Hülle 17 angeordnet. Der Heizwendel 16 ist mit dem Rohrabschnitt 14 verlötet.

Der Rohrabschnitt 14 ist lotrecht ausgerichtet. Er ist an beiden Enden offen. Die unten gelegene Öffnung dient als Wassereintrittsöffnung 18 und die oben gelegene Öffnung als Dampfaustrittsöffnung 19 des Siedegefäßes 11. Die Grund­ platte 13 weist an ihrer Oberseite eine kreiszylindrische Ausnehmung 21 auf, die auf den Rohrabschnitt 14 abgestimmt ist und dessen unteren Endabschnitt zur Zentrierung auf­ nimmt. An die Ausnehmung 21 schließt im Inneren der Grund­ platte 13 eine Verbindungsleitung 22 an, die an der Außen­ seite der Grundplatte 13 in einem Anschlußstutzen 23 mündet. Von der Verbindungsleitung 22 zweigt eine weitere Verbin­ dungsleitung 24 ab, an die eine Rohrleitung 25 angeschlossen ist, die zu einem Flüssigkeitsstandsregler führt, in dem die von der Flüssigkeitssäule im Siedegefäß 11 erzeugten Druck­ signale in Steuersignale für einen nicht dargestellten Leitungsschalter für die Wasserzuleitung umgewandelt werden.

Der Rohrabschnitt 14 und der Grundkörper 13 sind mittels einem Klemmflansch 26 miteinander lösbar verbunden. Der Klemmflansch 26 weist einen Flanschring 27 in Form einer konkaven Halbschale auf, der mit seinem Innenrand am Rohr­ abschnitt 14 angeschweißt ist. Im Flanschring 27 ist ein Dichtungsring 28 aus Elastomer eingelegt. Gespannt wird die Klemmflansch 26 mittels einer Anzahl Klemmpratzen 29.

Die Dampftrennkammer 12 ist mit dem oberen Endabschnitt des Rohrabschnittes 14 mittels einer Klemmflansch 31 lösbar verbunden, die gleich der Klemmflansch 26 ausgebildet ist.

Die Dampftrennkammer 12 ist als Hohlzylinder mit Kreisquer­ schnitt ausgebildet und lotrecht ausgerichtet. Sie ist mittig zum Siedegefäß 11 angeordnet. Ihre unten gelegene Eintrittsöffnung 32 schließt an die Austrittsöffnung 19 des Siedegefäßes 11 an. An ihre oben gelegene Austrittsöffnung 33 schließt eine Dampf­ leitung 34 an, die im Garraum des zugehörigen Gargerätes mündet, das nicht dargestellt ist.

Die Dampftrennkammer 12 hat einen größeren Durchmesser als das Siedegefäß 11. Daher ist die Dampftrennkammer 12 an ihrem unteren Ende mit einem ringförmigen Boden 35 versehen, der an seinem Außenrand mit der Umfangswand 36 der Dampf­ trennkammer 12 unlösbar verbunden ist, und zwar zweckmäßi­ gerweise damit verschweißt ist. Der Boden 35 und die Umfangswand 36 der Dampftrennkammer 12 sind aus korrosions­ beständigem Stahl hergestellt. Am oberen Ende wird die Dampftrennkammer 12 durch einen ebenfalls ringförmigen Deckel 37 verschlossen, der mit seinem äußeren Randbereich auf der Umfangswand 36 aufliegt. Er wird mittels Klemm­ schrauben 38 mit den übrigen Teilen der Dampftrennkammer 12 lösbar verbunden. Am Innenrand des Deckels 37 schließt die Dampfleitung 34 an, deren erster Teil als abgewinkelter Rohrabschnitt 39 ausgebildet ist, der mit dem Deckel 37 unlösbar verbunden ist, zweckmäßigerweise mit ihm ver­ schweißt ist. Auch der Deckel 37 und der Rohrabschnitt 39 sind aus korrosionsbeständigem Stahl hergestellt.

Im Innenraum 41 der Dampftrennkammer 12 ist ein Trennein­ satz 42 angeordnet. Er sitzt auf dem Boden 35 der Dampf­ trennkammer 12 lose auf. Da in der Dampftrennkammer 12 und in der anschließenden Dampfleitung 34 praktisch kein Druck­ gefälle besteht, genügt das Eigengewicht, um den Trennein­ satz an seinem Platz zu halten.

Wie insbesondere aus Fig. 3 im einzelnen ersichtlich ist, weist der Trenneinsatz 42 drei Trennscheiben 43 . . . 45 auf. Sie sind mit einem bestimmten gegenseitigen Abstand ange­ ordnet. Alle drei Trennscheiben 43 . . . 45 haben einen kreis­ förmigen Grundriß entsprechend der kreisförmigen Grundriß­ form der Dampftrennkammer 12.

Die untere Trennscheibe 43 und die mittlere Trennscheibe 44 sind vollflächig ausgebildet. Ihr Durchmesser ist kleiner als der Innendurchmesser der Dampftrennkammer 12. Dadurch bleibt bei diesen beiden Trennscheiben zwischen ihrem Rand 46 bzw. 47 und der in Fig. 3 durch eine Strichpunkt­ linie angedeuteten Wand 36 der Dampftrennkammer 12 je ein Ringspalt 48 bzw. 49 mit einer bestimmten Spaltweite offen. Die obere Trennscheibe 45 hat einen Durchmesser, der nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Dampftrenn­ kammer 12 ist, so daß ihr Rand 51 der Wand 36 der Dampf­ trennkammer 12 eng benachbart ist und praktisch daran anliegt. Zum Ausgleich dafür weist die Trennscheibe 45 Durchlaßöffnungen 52 auf, die getrennt voneinander ange­ ordnet sein können oder die, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ineinander übergehen und ein sternförmiges Anordnungsmuster ergeben. Ihre Anordnung ist auf einen Flächenbereich inner­ halb eines Umkreises 53 beschränkt, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser der nächstgelegenen Trenn­ scheibe 44 ist, so daß außerhalb der Durchlaßöffnungen 52 sich ein vollflächiger Ringbereich 54 ergibt, dessen Grund­ rißbereich den Grundrißbereich des Ringspaltes 49 aus­ reichend weit überdeckt. Das ergibt wiederum eine Art Labyrinth für etwa im Dampf noch vorhandene Wasser­ tröpfchen.

Die Trennscheiben 43 . . . 45 sind mittels mehrerer Verbin­ dungselemente 55 zu dem Trenneinsatz 42 lösbar miteinander verbunden. Im einzelnen sind das eine mittig angeordnete Kopfschraube 56, die durch ein darauf abgestimmtes Durch­ gangsloch in der Trennscheibe 43 hindurchgesteckt ist. Darauf ist eine Abstandshülse 57 mit einer bestimmten Länge aufgesteckt, auf der die mittlere Trennscheibe 44 ruht, wobei sie mittels einer auf die Kopfschraube 56 aufge­ schraubten Mutter 58 festgehalten wird. Die obere Trenn­ scheibe 45 ist mit der mittleren Trennscheibe 44 mittels zweier diametral angeordneter Kopfschrauben 59 verbunden, die durch je ein auf sie abgestimmtes Durchgangsloch in den beiden Trennscheiben hindurchgesteckt sind und daran mittels Muttern 61 befestigt sind.

An der unteren Trennscheibe 43 sind mehrere Stützfüße 62 angeordnet. Sie werden durch je eine Kopfschraube 63 gebildet, die durch ein darauf abgestimmtes Durchgangsloch an der Trennscheibe 43 hindurchgesteckt sind und daran mittels je einer Mutter 64 befestigt sind.

Claims (9)

1. Dampferzeuger für Gargeräte und dergleichen mit den Merkmalen:

• - es ist ein Siedegefäß vorhanden, das eine Wasserein­ trittsöffnung und eine Dampfaustrittsöffnung auf­ weist,
• - das Siedegefäß ist mit einer Wärmequelle verbunden, die die Wärmeenergie für das Erwärmen des Wassers im Siedegefäß und für das Verdampfen eines Teils dieses Wassers liefert,
• - es ist ein Flüssigkeitsstandsregler vorhanden, der den Wasserstand im Siedegefäß stetig auf einem bestimmten Wert hält oder intermittierend auf einen bestimmten Wert bringt,
• - es ist ein Temperaturregler vorhanden, der die Wärme­ quelle in Abhängigkeit vom Dampfverbrauch steuert,

gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - das Siedegefäß (11) ist nach Art eines Durchlauf­ erhitzers ausgebildet, bei dem das Wasser von der Wassereintrittsöffnung (18) in Richtung auf die Dampfaustrittsöffnung (19) hin zwangsgeführt ist,
• - an die Dampfaustrittsöffnung (19) des Siede­ gefäßes (11) ist eine Dampftrennkammer (12) angeschlossen, an deren Auslaßöffnung (33) eine Dampfleitung (34) zum Garraum des Gargerätes angeschlossen ist.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - das Siedegefäß (11) ist als Rohrabschnitt (14) ausgebildet,
• - an dessen einem Ende die Wassereintritts­ öffnung (18) gelegen ist und
• - an dessen anderem Ende die Dampfaustritts­ öffnung (19) gelegen ist.

3. Dampferzeuger nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - das Siedegefäß (11) ist als gerader Rohrab­ schnitt (14) ausgebildet,
• - der lotrecht ausgerichtet ist,
• - an dessen unterem Ende die Wassereintritts­ öffnung (18) gelegen ist und
• - an dessen oberem Ende die Dampfaustritts­ öffnung (19) gelegen ist.

4. Dampferzeuger nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - das Siedegefäß (11) ist aus Metall hergestellt,
• - die Wärmequelle ist als elektrischer Heizwendel (16) mit metallener Hülle (17) ausgebildet,
• - der an der Außenseite des Siedegefäßes (11) ange­ ordnet ist und
• - der vorzugsweise mit der Wand (15) des Siede­ gefäßes (11) verlötet ist.

5. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - die Dampftrennkammer (12) ist vorzugsweise als Hohl­ zylinder ausgebildet und lotrecht ausgerichtet, wobei die Eintrittsöffnung (32) unten und die Austritts­ öffnung (33) oben gelegen sind,
• - im Innenraum (41) der Dampftrennkammer (12) sind mehrere Trennscheiben (43 . . . 45) angeordnet,
• - die in einem bestimmten gegenseitigen Abstand über­ einander angeordnet sind,
• - deren Grundrißform auf die Grundrißform des Innen­ raumes (41) der Dampftrennkammer (12) abgestimmt ist,
• - die eine oder mehrere Durchlaßöffnungen (58) mit bestimmter Grundrißform und mit bestimmtem Anordnungsmuster aufweisen, wobei ihr Rand (51) vorzugsweise der Wand (36) der Dampftrenn­ kammer (12) eng benachbart ist oder daran anliegt, und/oder
• - die so ausgebildet und angeordnet sind, daß zwischen ihrem Rand (46; 47) und der Wand (36) der Dampftrennkammer (12) zumindest abschnittweise ein Durchtrittsspalt (48; 49) vorhanden ist.

6. Dampferzeuger nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - die Trennscheiben (43 . . . 45) sind mittels Verbin­ dungselementen (55), vorzugsweise lösbar, zu einem Trenneinsatz (42) miteinander verbunden,
• - der Trenneinsatz (42) ist mit der Trennkammer (12) lösbar verbunden, und zwar vorzugsweise auf einem Absatz (35) oder auf Tragelementen der Dampftrennkammer (12) lose aufgesetzt.

7. Dampferzeuger nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - die Dampftrennkammer (12) hat eine größere Grundriß­ fläche als das Siedegefäß (11),
• - die Dampftrennkammer (12) ist mit einem ringförmigen Boden (35) versehen,
• - dessen Außenrand mit der Umfangswand (36) der Trennkammer (12) vorzugsweise unlösbar verbunden ist,
• - dessen Innenrand mit dem Siedegefäß (11) in wasser- und dampfdichter Weise lösbar verbunden ist.

8. Dampferzeuger nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - die Dampftrennkammer (12) hat einen ringförmigen Deckel (37),
• - an dessen Innenrand die Dampfleitung (46) zum Gar­ raum des Gargerätes angeschlossen ist und
• - dessen Außenrand mit der Umfangswand (36) der Dampftrennkammer (12) lösbar verbunden ist.