DE4405051C2 - Wasserdampfbeheiztes Kochgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein wasserdampfbeheiztes Kochgerät gemäß dem Oberbe­ griff des ersten Anspruchs.

Aus der AT 332 585 ist ein wasserdampfbeheiztes Kochgerät mit einem Koch­ kessel und einem dessen Mantel und Boden mit Abstand umschließenden, im Bereich des Bodens bis zu einem vorbestimmten Füllniveau mit Wasser zu be­ füllenden, beheizbaren Dampfkessel bekannt. Dem Dampfkessel ist ein in einem Ausdehnungsbehälter vorgesehener, geschlossener Ausdehnungsraum oberhalb des vorbestimmten Füllniveaus zugeordnet. Bei dem aus der vorgenannten Druckschrift bekannten Kochgerät kann der Wasserdampf in einen Ausdeh­ nungsraum entweichen, der von festen Wänden eines Ausdehnungsbehälters be­ grenzt ist. Der Ausdehnungsraum ist, abgesehen von einer Dampfeinlaßöffnung und einer Kondensatrücklauföffnung, vollständig geschlossen. Aufgrund des vorhandenen Ausdehnungsraumes muß der Zwischenraum zwischen Kochkessel und Dampfkessel dadurch nicht mehr mit Unterdruck versehen werden, um einen Druckausgleich für den sich ausdehnenden Wasserdampf zu gewährleisten. Al­ lerdings kann es auch hier in Folge einer Betriebsstörung zu einem unzulässigen Überdruck im Zwischenraum kommen, der über eine Sicherheitsarmatur, näm­ lich ein Überdrucksicherheitsventil, abgebaut werden kann. Dabei besteht erfah­ rengemäß der Nachteil, daß diese Sicherheitsarmatur nicht vollkommen vaku­ umdicht abschließt, so daß zur Aufrechterhaltung der Funktion des Kochgerätes durch den Kundendienst der notwendige Unterdruck wieder erzeugt werden muß.

Aus der CH 200 653 ist ebenfalls ein wasserdampfbeheiztes Kochgerät mit ei­ nem geschlossenen Ausdehnungsraum bekannt. Zu einer Seite wird dieser Raum durch eine elastische Membran bedeckt, wodurch Dampf nicht in die Umgebung herausgelassen wird und das Wasser nicht verdunstet. Bei dem bekannten Koch­ gerät hat allerdings der Ausdehnungsraum dieselbe Abmessung wie der Ausdeh­ nungsbehälter. Der Ausdehnungsbehälter besteht ausschließlich aus Außenwän­ den, von denen eine in Form einer elastischen Membran verformbar gestaltet ist. Eine Zwischenwand, insbesondere eine verformbare Zwischenwand, innerhalb des Ausdehnungsbehälters, die den Ausdehnungsraum von einem anderen Raum im Ausdehnungsbehälter trennt, ist nicht vorgesehen.

Schließlich offenbart die Druckschrift DE 40 34 215 A1 ein wasserdampfbe­ heiztes Kochgerät mit einem geschlossenen Ausdehnungsraum. Dieser Ausdeh­ nungsraum weist aber keine verformbare Wand auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem wasserdampfbeheizten Kochgeräte der eingangs genannten Art Maßnahmen zu treffen, durch welche ein störungsfreier Betrieb möglich ist.

Die Lösung dieser. Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Merkmale des ersten Anspruchs.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung gibt dem Fachmann zunächst einmal eine klare Anweisung dazu, wie er ein wasserdampfbeheiztes Kochgerät ausbilden muß, damit eine wartungsintensive Sicherheitsarmatur nicht mehr unbedingt nö­ tig ist, trotzdem aber bei Überhitzungen infolge einer Betriebsstörung unzulässi­ ger Überdruck im Zwischenraum abgebaut bzw. ausgeglichen werden kann. Da­ her ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Ausdehnungsraum, in den der Was­ serdampf entweicht, wenigstens eine verformbare Wand aufweist. Die verform­ bare Wand ist dabei innerhalb des Ausdehnungsbehälters angeordnet, so daß also der Ausdehnungsbehälter durch die Wand aufgeteilt wird in einen im Volumen veränderbaren Ausdehnungsraum und einen im Volumen veränderbaren Deh­ nungsbegrenzungsraum.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den wesentlichen Vorteil, daß nunmehr mindestens eine der den Ausdehnungsraum begrenzenden Wände gegenüber dem Druck des Wasserdampfs nachgiebig gestaltet ist. Auf diese Weise vergrö­ ßert sich der Ausdehnungsraum innerhalb des Ausdehnungsbehälters im Notfall, d. h. bei Überhitzungen und dadurch bei Überdruck, automatisch, sobald ein be­ stimmter Druck im Ausdehnungsraum überschritten wird. Die maximale Aus­ dehnungsgrenze ist dabei durch die Wandung des Ausdehnungsbehälters vorge­ geben, so daß Beschädigungen bei zu starkem Überdruck nicht zu befürchten sind. Eine Sicherheitsarmatur ist somit nicht mehr unbedingt erforderlich.

Bei einer Ausgestaltung eines Kochgerätes gemäß der Erfindung wird mit dem Einschalten der dem Dampfkessel zugeordneten Heizeinrichtung das in der Heizdampftasche vorhandene Wasser verdampft, wobei der entstehende Dampf die in der Heizdampftasche belassene Luft in den zusätzlichen Ausdehnungs­ raum verdrängt. Während des Betriebs des Kochgerätes erfolgt die Beheizung des Kochkessels mit Hilfe des im Wasserbad erzeugten und an den Kesselwan­ dungen kondensierenden Dampfes. Nach Beendigung des Kochvorganges und Abkühlen des Wasserbades und der Heizdampftasche strömt die in das Ausdeh­ nungsgefäß gedrückte Luft zurück in die Heizdampftasche, ohne daß darin ein Unterdruck entsteht. Hierdurch wird erreicht, daß das so aufgebaute System ohne Wasserverluste arbeitet, die sonst beim Entlüften über strömungs- bzw. tempe­ raturabhängige Be- und Entlüfter auftreten. Ein Nachfüllen von Wasser in das Wasserbad entfällt somit. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Heiz­ dampftasche nicht nachevakuiert werden muß. Außerdem kann durch den zu­ sätzlichen Ausdehnungsraum bis zum Erreichen eines vorgegebenen Druckwer­ tes mehr Wasser verdampfen, so daß auch der Wärmeübergang auf den Koch­ kessel verbessert wird. Es ist somit ein tatsächlich geschlossenes System für die Beheizung eines Kochkessels geschaffen, das preisgünstig zu erstellen ist und wartungsfrei arbeitet. Da die Erzeugung eines Unterdrucks nicht notwendig ist und Wasserverluste vermieden sind, brauchen auch keine Einrichtungen zum Be- und Entlüften bzw. zum Nachfüllen des Wasserbades vorgesehen zu sein. Bevor­ zugte Anwendungsgebiete sind dabei elektrische, mit Gas bzw. Hochdruckdampf beheizte oder auch heißwasserdampfmantelbeheizte Kochkessel für den Einsatz in Großküchen, Fleischereien und ähnlichen Betrieben. Dabei ist es unerheblich, ob die Kochkessel rund oder eckig ausgebildet sind. Es steht somit ein marktge­ rechtes, bedienungsfreundliches Gerät zur Verfügung.

Der Ausdehnungsraum befindet sich vorzugsweise in einem vom Dampfkessel getrennten, damit jedoch über eine Verbindungsleitung kommunizierenden Aus­ dehnungsbehälter, dessen Innenvolumen das maximale Volumen des Ausdeh­ nungsraumes begrenzt. Dabei ist wenigstens eine Wand des Ausdehnungsraumes verformbar und innerhalb des Ausdehnungsbehälters angeordnet. Als verformba­ re Wand eignet sich beispielsweise eine bewegliche Membran oder ein Falten­ balg als Trennwand zwischen dem Ausdehnungsraum und dem davon durch die verformbare Wand abgeteilten Dehnungsbegrenzungsraum. Möglich ist auch ei­ ne Gummiblase in einem druckfesten Behälter. Die verdrängte Luft und der Dampf berührt dann nur die Gummiblase und keine Behälterteile, die in diesem Fall nicht korrosionsgeschützt sein müssen. Die so ausgebildete verformbare Wand ist insbesondere mit einem äußeren umlaufenden Dichtungsring versehen, der zwischen benachbarte Flansche von Behälterschalen dicht eingespannt ist, wobei die Behälterschalen einerseits dem Ausdehnungsraum und andererseits dem Dehnungsbegrenzungsraum zugeordnet sein können. Um Kondenswasser aus dem Ausdehnungsraum zurück zum Wasserbad führen zu können, ist die Verbindungsleitung an den Boden des Ausdehnungsraumes angesetzt und mit Gefälle zum Dampfkessel hingeführt. Auch der Dehnungsbegrenzungsraum ist im Bereich des Bodens mit einer Entlüftungsöffnung vorgesehen, die mit der Außenatmosphäre kommuniziert und über die Kondenswasser ins Freie abfließen kann. Im Dehnungsbegrenzungsraum wird so anfangs der Aufbau eines Ge­ gendruckes vermieden, der sonst als Kompressionsraum der Bewegung der Membran entgegenwirken könnte.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizze eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Ein wasserdampfbeheiztes Kochgerät (1) ist mit einem Kochkessel (2) ausgerü­ stet, der nach oben offen und mittels eines schwenkbar angelenkten Deckels (3) gegebenenfalls druckdicht verschließbar ist. Dem Kochkessel ist ein seinen Au­ ßenmantel und seinen Boden (4) mit Abstand umschließender Dampfkessel (5) zugeordnet, wobei der Kochkessel (2) und der Dampfkessel (5) im oberen Rand­ bereich (6) druckdicht miteinander verbunden sind. Dem Boden (7) des Dampf­ kessels (5) ist eine Kesselentleer- und Füllarmatur (8) zugeordnet, über die eine Wasserfüllung (9) zugelassen bzw. abgelassen werden kann. Dabei bestimmt ein beim Füllvorgang zu öffnendes, im Mantel des Dampfkessels (5) vorgesehenes Niveaustandsrohr (10) das Füllniveau (11) für das Wasserbad (9).

Dem Dampfkessel (5) ist zudem ein Heizelement (12) zugeordnet, das als Tauchheizkörper ausgebildet und vom Wasserbad (9) überflutet ist. Das Füllni­ veau (11) liegt dabei niedriger als der Boden (4) des Kochkessels (2). Der Koch­ kessel (2) ist somit im Bereich seiner Mantelflache und seines Bodens (4) von einer wasserfreien Heizdampftasche (13) umgeben, in welche bei aufgeheiztem Wasserbad (9) Dampf zur Beheizung des Kochkessels (2) aufsteigt. Im Bereich des Bodens (4) und oberhalb des Füllniveaus (11) zweigt vom Dampfkessel (5) eine Verbindungsleitung (14) nach außen ab und mündet von unten in einen Ausdehnungsraum (15) innerhalb eines Ausdehnungsgefäßes (17). Das Ausdeh­ nungsgefäß sitzt oberhalb des Füllniveaus (11) und ist aus zwei Behälterschalen (17.1 und 17.2) gebildet, die zwischen ihren einander benachbarten Flanschen einen Dichtungsring (18.1) dicht einspannen, der am Außenumfang einer ver­ formbaren Wand (18) vorgesehen ist. Die verformbare Wand (18) kann dabei als bewegliche Membran, als Rollmembran oder Faltenbalg ausgebildet sein, wo­ durch das Volumen des Ausdehnungsraumes (15) veränderbar ist.

Die verformbare Wand (18) ist dabei so gestellt, daß bei unbeheiztem Wasserbad (9) der Ausdehnungsraum (15) sein kleinstes Volumen aufweist. Mit steigender Beheizung des Wasserbades und zunehmender Dampfentwicklung wird die in der Heizdampftasche (13) vorhandene Luft durch den Verbindungskanal (14) und den Boden (15.1) des Ausdehnungsraumes (15) in letzteren hineingedrückt. Dadurch wandert die verformbare Wand (18) innerhalb des Ausdehnungsbehäl­ ters (17) aus der einen Behälterschale (17.1) in die andere Behälterschale (17.2), die einen Dehnungsbegrenzungsraum (19) umschließt. Um zunächst einen Druckaufbau im Dehnungsbegrenzungsraum (19) zu vermeiden und sich gege­ benenfalls bildendes Kondenswasser abzuleiten, befindet sich im Boden (19.1) des Dehnungsbegrenzungsraumes (19) eine Entlüftungsöffnung (20), welche in die freie Atmosphäre ausmündet. Auch die Verbindungsleitung (14) ist so mit Gefälle zum Dampfkessel (5) hin angeordnet, daß im Ausdehnungsraum (15) gebildetes Kondensat zurück in das Wasserbad (3) abfließen kann. Steigt im Laufe der Beheizung des Wasserbades (9) der Dampfdruck in der Heizdampfta­ sche (13), dann legt sich die verformbare Wand (18) an die Innenkontur der den Dehnungsbegrenzungsraum (19) umschließenden Behälterschale (17.2) an. Der Ausdehnungsraum (15) hat dann sein maximales Volumen erreicht, so daß bei einer weiteren Temperaturerhöhung des Wasserbades (9) ein nur noch vom Ge­ samtvolumen aus Heizdampftasche (13) und Ausdehnungsraum (15) abhängiger Druckanstieg eintritt. Um dann einen übermäßigen Druckanstieg im Fehlerfalle zu vermeiden, wenn also ein Pressostat oder ein anderes Druck- oder Tempera­ turüberwachungsorgan zur Steuerung des Heizelements (12) versagt, ist der Heizdampftasche (13) bzw. dem Dampfkessel (5) eine Sicherheitsarmatur (21) zugeordnet, die einen entstehenden Überdruck abbaut.

Wenn das im Kochkessel (2) vorhandene Kochgut (22) ausreichend gegart ist, wird das Heizelement (12) abgeschaltet, wonach sich das Wasserbad abkühlt und der Dampf in der Heizdampftasche (13) unter entsprechendem Druckabbau kon­ densiert. Dadurch wandert auch die bewegliche Wand (18) wieder in die in der Figur dargestellte Ausgangslage zurück, die in den Ausgleichsraum (15) ver­ drängte Luft kehrt somit wieder zurück in die Heizdampftasche (13). Da der Ausdehnungsraum (15) hermetisch gegenüber der Außenatmosphäre abgeschlos­ sen ist, tritt weder beim Aufheizvorgang oder beim Abkühlvorgang ein Wasser­ verlust auf, noch muß in der Heizdampftasche bei abgekühltem Wasserbad ein Unterdruck vorhanden sein. Das Aufheizen und Abkühlen kann somit beliebig oft wiederholt werden, ohne Wartungsarbeiten im Bereich des Wasserdampfba­ des vornehmen zu müssen. Vorzugsweise ist das maximale Volumen des Aus­ dehnungsraumes (15) etwa gleich groß wie der Dampfraum der Heizdampfta­ sche, damit die sonst durch Erzeugung von Unterdruck entfernte Luft aus der Heizdampftasche im Ausdehnungsraum aufgenommen werden kann. Der Koch­ kessel (2) ist im übrigen im Bereich seines Bodens (4) mit einer Auslaufleitung (23) versehen, die aus dem Gerätegehäuse des Kochgerätes (1) nach außen ge­ führt und mit einem manuell betätigbaren Auslaßventil (24) abgeschlossen ist. Durch Betätigen des Auslaufventils (24) kann im Kochkessel vorhandene Flüs­ sigkeit nach außen in einen unterzustellenden Auffangbehälter oder in ein Ab­ laufsystem abgelassen werden. Vorzugsweise ist das maximale Volumen des Ausdehnungsraumes (15) etwas größer als das Volumen der Heizdampftasche (13).

Das System funktioniert jedoch auch, wenn der Ausdehnungsraum (15) gering­ fügig kleiner als die Heizdampftasche ist, da die daraus entweichende Luft durch den entstehenden Dampfdruck komprimiert wird und dadurch ein kleineres Vo­ lumen einnimmt.

Claims (8)

1. Wasserdampfbeheiztes Kochgerät mit einem Kochkessel, einem dessen Mantel und Boden mit Abstand umschließenden, im Bereich des Bodens bis zu einem vorbe­ stimmten Füllniveau mit Wasser zu befüllenden, beheizbaren Dampfkessel, wobei dem Dampfkessel über eine Verbindungsleitung ein in einem Ausdehnungsbehälter vorgesehener, geschlossener Ausdehnungsraum oberhalb des vorbestimmten Füllni­ veaus zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ausdehnungsbe­ hälters (17) eine verformbare Wand (18) angeordnet ist, die den Ausdehnungsraum (15) von einem ebenfalls im Ausdehnungsbehälter (17) vorgesehenen Dehnungsbe­ grenzungsraum (19) trennt und daß der Ausdehnungsraum (15) aufgrund der verform­ baren Wand (18) ein veränderbares Volumen aufweist.

2. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbare Wand (18) als bewegliche Membran oder Faltenbalg ausgebildet ist.

3. Kochgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran oder der Faltenbalg mit einem äußeren Dichtungsring (18.1) zwischen benachbarte Flansche von Behälterschalen (17.1, 17.2) des Ausdehnungsbehälters (17) dicht eingespannt ist.

4. Kochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (14) an den Boden (15.1) des Ausdehnungsraumes (15) angesetzt ist.

5. Kochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bo­ den (19.1) des vom Ausdehnungsraum (15) abgeteilten Dehnungsbegrenzungsraumes (19) eine Entlüftungsöffnung (20) vorgesehen ist.

6. Kochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ma­ ximale Volumen des Ausdehnungsbehälters (15) etwa gleich groß wie der Dampfraum der zwischen dem Kochkessel (2) und dem Dampfkessel (5) gebildeten wasserfreien Heizdampftasche (13) ist.

7. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsraum (15) durch eine geschlossene Gummiblase in einem druckfesten Gehäuse gebildet ist.

8. Kochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ver­ formbare Wand (18) derart ausgebildet ist, daß sich die verformbare Wand (18) bei steigendem Dampfdruck an die Innenwand des Ausdehnungsbehälters (17) im Bereich der Dehnungsbegrenzungsraums (19) anlegt, so daß der Ausdehnungsraum (15) sein maximales Volumen erreicht.