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Die
Erfindung betrifft ein Dampfgargerät, insbesondere einen Dampfgarbackofen
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Ein
Dampfgargerät
dieser Art ist aus der
EP 0
233 535 A2 bekannt. Es hat einen geschlossenen Garraum.
An einer Rückwand
ist ein Schaufelrad gelagert, welches von einer elektrischen Heizschlange umgeben
ist. Von einer Wasserzufuhrleitung über ein Magnetventil zugeführtes Wasser
wird vom Schaufelrad über
die Heizschlange geschleudert und von der Hitze der Heizschlange
verdampft. Am tiefsten Punkt des Garraumes befindet sich ein Ablauf
für Kondenswasser.
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Aus
der
DE 197 26 677
A1 ist ein Dampfgargerät
bekannt, bei welchem der Garraumboden als Wasserreservoir für Wasser
ausgebildet ist, welches von einer elektrischen Heizung zur Verdampfung
erwärmbar
ist und über
einen Wasserablaß bedarfsweise
ablaßbar
ist.
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Die
Erfindung ist insbesondere für
Dampfgargeräte
der ersten Art vorgesehen, welche kein Wasserreservoir im Dampfgarraum
haben, jedoch ist die Erfindung auch für die oben genannte zweite
Art von Dampfgargeräten
geeignet.
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Durch
die Erfindung sollen insbesondere folgende Situationen und Anforderungen
berücksichtigt werden:
die
Einhaltung eines Mindestabstandes zwischen dem maximalen Wasserpegel
und einem Frischwassereinlauf in den Garraum;
eine sicher funktionierende
Maßnahme
zur Vermeidung von zu hohen Wasserständen im Garraum;
eine
konstruktiv bedingte Eigensicherheit des Dampfgargerätes auch
für den
Fall, wenn die elektrische Spannungsversorgung nicht vorhanden ist, aber
das Dampfgargerät
an Frischwasser angeschlossen bleibt;
die Vermeidung von mechanischen
Bauteilen wie z. B. Rückschlagventilen,
welche defekt werden können;
eine
Sicherheitsmaßnahme
für den
Fall, daß der
Ablauf des Dampfgargerätes
verstopft wird;
eine Trennung von Abwasserbereich und Sicherheitsbereich
zur Sicherheit gegen ansteigendes Wasser im Dampfgargerät;
die
Vermeidung eines Zurücksaugens
von Wasser in die Frischwasserzuleitung des Dampfgargerätes bei der
Simulierung eines plötzlichen
Unterdruckes in dieser Frischwasserzuleitung;
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Berücksichtigung von mindestens
drei möglichen Störfällen:
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- 1. verstopfter Ablauf des Dampfgarraumes, wenn in
diesen weiterhin Frischwasser eingeleitet wird,
- 2. verstopfter Abwasserschlauch bei gleichzeitig offenem, nicht
schließbarem
Frischwasserzulauf in den Dampfgarraum,
- 3. Eindringen von Wasser von dem Abwasserschlauch in Richtung
zum Dampfgarraum, ohne daß das
Dampfgargerät
an elektrische Spannung angeschlossen ist.
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Durch
die Erfindung soll demgemäß die Aufgabe
gelöst
werden, die Betriebssicherheit des Gerätes und dessen Funktionsfähigkeit
zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Weitere
Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Die
Erfindung enthält
somit ein Dampfgargerät,
insbesondere einen Dampfgarbackofen, enthaltend einen Garraum zum
im wesentlichen drucklosen Garen von Nahrungsmitteln durch Dampf,
einen Ablauf am unteren Garraumende, einen Garraum-Frischwasserzulauf
dadurch gekennzeichnet, daß der
Garraum zusätzlich
zum Ablauf einen höher als
dieser angeordneten Notüberlauf
hat, daß ein Dampfsperraum
vorgesehen ist, daß die
stromabwärtige
Seite des Notüberlaufes
des Garraumes mit dem Dampfsperraum an einer Stelle strömungsmäßig verbunden
ist, die unterhalb eines vorbestimmten Mindest-Wasserpegels in dem
Dampfsperraum angeordnet ist, so daß im Dampfsperraum enthaltenes Wasser
eine Dampfsperre bildet für
Dampf aus dem Garraum, daß der
Dampfsperraum zur Außenatmosphäre hin oben
offen ist, und daß der
Dampfsperraum auf einem vorbestimmten Maximal-Wasserpegel einen
ersten Dampfsperraum-Überlauf
hat, über welchen
Wasser aus dem Dampfsperraum abfließen kann, falls es über den
vorbestimmten Maximal-Wasserpegel ansteigt.
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Die
Erfrindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand
einer bevorzugten Ausführungsform
als Beispiel beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Dampfgargerätes nach der Erfindung im Vertikalschnitt,
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2 einen
Querschnitt längs
der Ebene II-II von 1,
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3 eine
Draufsicht auf einen Tank bei abgenommenem Tankdeckel,
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4 einen
vertikalen Längsschnitt
durch den Tank längs
der Ebene IV-IV von 3,
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5 eine
Draufsicht auf den Tankdeckel.
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Bei
der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform sind eine Abwasserkammer 4 und
ein Dampfsperraum 2/3 zu einer einzigen Tankeinheit zusammengefaßt. Dies
ist aber nicht zwingend erforderlich, sondern die beiden Systeme
Abwasserkammer 4 und Dampfsperraum 2/3,
welcher als Notüberlauf
und Dampfsperre für
den Dampfgarraum dient, können
auch getrennt realisiert werden.
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Im
folgenden wird der mechanische Aufbau des Tanks 1 beschrieben.
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Der
Tank 1 hat drei Kammer, nämlich eine Dampfsperrkammer 2,
eine Notüberlaufkammer 3 und
eine Abwasserkammer 4. Die Dampfsperrkammer 2 und
die Notüberlaufkammer 3 sind
bei dieser Ausführungsform
zwar getrennt voneinander, sie bilden jedoch zusammen einen Dampfsperraum 2/3, welcher
auch ohne die Unterteilung in diese beiden Kammern realiesierbar
ist, dann jedoch nicht den Vorteil der Kammerunterteilung hätte, wie
dies nachstehend beschrieben wird. Zwischen den drei Kammern 2,3 und 4 befinden
sich zwei Trennwände 5 und 6,
die unterschiedlich hoch sind und deren Oberkanten Überlaufe 5-1 bzw. 6-1 bilden.
Die Dampfraum-Trennwand 6 und deren Überlauf 6-1 zwischen der
Dampfsperrkammer 2 und der Notüberlaufkammer 3 ist
niedriger als die Abwassertrennwand 5 und der Überlauf 5-1,
welche bzw. welcher quer zu der Dampfraum-Trennwand 6 zwischen der Abwasserkammer 4 einerseits
und den anderen beiden Kammern 2 und 3 angeordnet
ist.
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In
einem Deckel 7 des Tanks 1 sind vier Rohre 9, 10, 11 und 12 und
eine Ausgleichskammer 8 integriert. Die Rohre erstrecken
sich im wesentlichen vertikal. Ein erstes dieser Rohre ist ein erstes
Notüberlaufrohr 9.
Es erstreckt sich vom Deckel 7 nach unten in die Dampfsprerrkammer 2.
Ein weiteres dieser Rohre ist ein zweites Notüberlaufrohr 10, welches aus
der Notüberlaufkammer 3 nach
oben herausführt und über dem
Deckel 7 offen in der Ausgleichskammer 8 endet.
Die obere Öffnung 10-1 dieses
zweiten Notüberlaufrohres 10 ist
am Kammerboden angrenzend oder im Kammerboden angeordnet so ausgebildet,
daß geringe
Wassermengen, die in die Ausgleichskammer 8 gelangen, durch
Schwerkraft wieder in die Notüberlaufkammer 3 zurückfließen können. Außerdem ist
das zweite Notüberlaufrohr 10 oben
mit einer Kappe 10-2 versehen, welche die Spritzhöhe von fontänenartig
aus dem zweiten Notüberlaufrohr 10 gegebenenfalls
ausgestoßenem
Wasser begrenzt und in die Ausgleichskammer 8 leitet. Die
beiden Notüberlaufrohre 9 und 10 gehen
durch den Deckel 7 hindurch und erstrecken sich bis fast
an den darunter liegenden Boden der Dampfsperrkammer 2 und
der Notüberlaufkammer 3.
Die beiden anderen Rohre 11 und 12 sind ein Frischwasserrohr 12 zur
Zufuhr von Frischwasser in den Dampfsperraum 2/3 und
ein Atmosphären-Anschlußrohr 11.
Diese beiden Rohre 11 und 12 sind oberhalb der
Deckelplatte 7-1 und vorzugsweise auch oberhalb eines Notüberlaufes 8-1 der
Ausgleichskammer 8 durch einen Luftquerkanal 11-1 in
Querrichtung mitein ander verbunden zum atmosphärischen Druckausgleich 11 zwischen
der Außenatmosphäre und dem
Frischwasserrohr 12 sowie dem Innenraum des Tankes 1. Das
Frischwasserrohr 12 dient zur Frischwasserzufuhr in den
Dampfsperraum 2/3, vorzugsweise gemäß den Zeichnungen
in die Notüberlaufkammer 3 und
von dieser in die Abwasserkammer 4.
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Im
folgenden wird das Funktionsprinzip beschrieben. Im Garraum 22 ist
zusätzlich
zu einem im Garraumboden 24 vorgesehen Ablauf 26 ein
Notüberlauf 28,
z. B. eine Notüberlauföffnung in
einer Garraum-Seitenwand 30, auf einer Höhe gebildet,
welche höher
ist als der Ablauf 26. Dies hat den Vorteil, daß "verschmutztes" Wasser aus dem Garraum 22 im
Normalbetrieb nicht an die Notüberlauföffnung 28 heranreicht.
Im Sinne der Sicherheitsvorschriften gilt jedes Wasser aus dem Garraum 22,
welches sich unter einem Frischwassereinlaß 32 einer Frischwasserzufuhrleitung 34 befindet,
als "verschmutztes" Wasser. Die Sicherheitsvorschriften
erfordern, daß solches "verschmutztes" Wasser bei einem
plötzlich entstehenden
Unterdruck in der Frischwasserzuleitung 34 nicht in diese
Frischwasserzufuhrleitung 34 hinein zurückgesaugt werden kann. Durch
die Erfindung wird eine "Verschmutzung" von Frischwasser
in der Frischwasserzufuhrleitung 34 ausgeschlossen und
damit die Sicherheitsfunktion gewährleistet.
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Der
Notüberlauf 28 ist über eine
Notüberlaufleitung 35 oder
direkt an das erste Notüberlaufrohr 9 angeschlossen
und führt
durch dieses durch den Tankdeckel 7 in die Dampfsperrkammer 2.
Direkt neben dieser Dampfsperrkammer 2 befindet sich die Notüberlaufkammer 4,
aus der wiederum das zweite Notüberlaufrohr 10 durch
den Tankdeckel 7 ins Freie führt und dort offen in der Ausgleichskammer 8 endet.
Die Dampfsperrkammer 2 und die Notüberlaufkammer 3 sind
durch die Dampfraum-Trennwand 6 voneinander getrennt. Dies
hat den Vorteil, daß das Wasser
der Notüberlaufkammer 3 von
dem, durch kurzzeitige Druckanstiege bei der Dampferzeugung im Garraum 26,
stark pulsierenden Wasser in der Dampfsperrkammer 2 entkoppelt
ist. Anderenfalls würde
der Wasserpegel in der Notüberlaufkammer 3 stark
schwanken und gegebenenfalls temporär aus dem Tank 1 herauslaufen,
ohne daß eine
Betriebsstörung
vorliegt.
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Die
Dampfsperrkammer 2 und die Notüberlaufkammer 3 werden
von oben durch das im Deckel 7 endende Frischwasserrohr 12 mit
Frischwasser gefüllt.
Das hat zwei Gründe.
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Einerseits
wird dadurch verhindert, daß die Wassertemperatur
in der Notüberlaufkammer 3 so weit
ansteigt, daß Dampf
aus dem zweiten Notüberlaufrohr 10 herauskommt.
Andererseits wird Wasser, welches durch Dampf-Druckanstieg aus der
Dampfsperrkammer 2 verdrängt wird, wieder in die Dampfsperrkammer 2 nachgefüllt. Das
Ganze ist so ausgeführt,
daß zuerst
die Notüberlaufkammer 3 und
dann durch den an der Dampfraum-Trennwand 6 gebildeten Überlauf 6-1 die
Dampfsperrkammer 2 mit Frischwasser gefüllt wird. Dies hat den Vorteil,
daß nach der
Erstbefüllung
der leeren Dampfsperrkammer 2 und der leeren Notüberlaufkammer 3 nur
noch so viel Wasser nachgefüllt
werden muß,
wie für
die relativ kleine Dampfsperrkammer 2 benötigt wird.
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Weil
sich die Wassermenge in der Notüberlaufkammer 3 während des
Betriebes etwas verringert, wird bei einer erneuten Befüllung mit
Frischwasser die Notüberlaufkammer 3 mit
Frischwasser durchspült,
so daß in
ihr ein Wasseraustausch stattfindet. Fast im gleichen Moment findet
die Nachfüllung
der Dampfsperrkammer 2 über
die Dampfraum-Trennwand 6 hinweg
statt. Hierbei wird die Dampfsperrkammer 2 durch das aus
der Notüberlaufkammer 3 verdrängte Wasser
mit Wasser versorgt.
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Um
einen Dampfaustritt mit Sicherheit zu verhindern, erstrecken sich
die beiden Notüberlaufrohre 9 und 10 bis
fast auf den Kammerboden 1-1 der Dampfsperrkammer 2 bzw.
der Notüberlaufkammer 3.
Der Abstand zwischen den unten offen Rohren 9 und 10 zum
Boden 1-1 ist dabei so bemessen, daß im Störfall genügend Wasser durch diese Rohre 9 und 10 fließen kann
um die eingangs genannten Situationen und Anforderungen zur Betriebssicherheit zu
berücksichtigen
und zu erfüllen.
Die Wasserhöhe und
damit die Wandhöhe
der Trennwand 5, 6 der drei Kammern 2, 3 und 4 bestimmt
den Gegendruck für den
Dampf.
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Das
Frischwasserrohr 12 und das Atmosphären-Anschlußrohr 11 zur atmosphärischen
Anbindung des Tankinhaltes sind, wie bereits genannt, nicht total
voneinander getrennt, sondern durch die Querverbindung 11-1 bezüglich des
Außenatmosphärendruckes
miteinander verbunden. Dies ist notwendig, um bei einer Sicherheitsprüfung zu
gewährleisten,
daß bei
der Unterdrucksimulation, bei welcher in der Frischwasserzufuhrleitung 34 ein
Unterdurck simuliert wird, kein Wasser, sondern Luft angesaugt wird.
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Die
atmosphärische
Anbindung durch das Atmosphären-Anschlußrohr 11 gewährleistet,
daß im Tank 1 gegebenenfalls
enthaltener Dampf entweichen kann und kein Überdruck entsteht. Durch die Ankoppelung
an den Garraum 22 werden im Garraum 22 entstehende,
kurzzeitige Druckanstiege ebenfalls über diese atmosphärische Anbindung bzw.
das Atmosphärenrohr 11 abgebaut.
Das Dampfgargerät
arbeitet damit quasi drucklos.
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Die
Abwasser-Trennwand 5 zwischen der Abwasserkammer 4 und
den beiden Sicherheitskammern, d. h. der Dampfsperrkammer 2 und
der Notüberlaufkammer 3,
verhindert, daß im
Normalbetrieb Schmutzwasser in diese Sicherheitskammern 2 und 3 gelangen
kann. Das ist notwendig, damit diese beiden Kammern 2 und 3 nicht
verschmutzen und damit die Sicherheitsfunktion nicht außer Kraft
gesetzt wird. Damit die Kammern 2 und 3 nicht
verschmutzen und die Sicherheitsfunktion nicht außer Kraft
gesetzt wird, ist vorzugsweise zusätzlich ein Niveausensor, z.
B. ein Schwimmerschalter 13 vorgesehen, welcher ab einem
vorbestimmten maximalen Wasserniveau in der Abwasserkammer 4 eine
Abwasserpumpe 4-1 einschaltet, welche dann die Abwasserkammer 4 entleert.
Durch die Abwasser-Trennwand 5 bleiben die beiden Sicherheitskammern 2 und 3 auch
bei leerer Abwasserkammer 4 mit Wasser gefüllt.
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Die
beiden Trennwände 5 und 6 sind
niedriger als die außen
um die Tank-Kammern 2, 3 und 4 herumlaufende
Außenwand 14.
Dadurch befindet sich über
den drei Tank-Kammern 2, 3 und 4 ein
Luftbereich, in welchem sich Luft oder Dampf frei verteilen kann.
Ausserdem ist es möglich,
daß im
Störfall Wasser
aus den beiden Sicherheitskammern 2 und 3, d.
h. aus der Dampfsperrkammer 2 und der Notüberlaufkammer 3,
in die Abwasserkammer 4 fließen kann, um dort gegebenenfalls
von der Abwasserpumpe 4-1 aus dem Tank herausgefördert zu
werden.
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Die
Abwasserkammer 4 hat im Kammerboden 1-1 oder entsprechend
den Zeichnungen an den Kammerboden 1-1 angrenzend in einer
Seitenwand einen Abwasserauslaß 16, über welchen
die Saugseite die Abwasserpumpe 4-1 mit der Abwasserkammer 4 verbunden
ist. An die Durckseite 4-2 der Abwasserpumpe 4-1 ist
ein Abwasserschlauch 36 anschließbar, welcher mit seinem nicht
gezeigten anderen Ende an ein Hausabwassersystem anschließbar ist.
Gemäß anderer
Ausführungsform
kann die Abwasserpumpe 4-1 weggelassen und der Abwasserschlauch 36 direkt
an den Abwasserauslaß 16 der Abwasserkammer 4 angeschlossen
werden, so daß aus
ihr Wasser allein durch Schwerkraft abfließen kann.
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Die
Frischwasserzufuhrleitung 34 des Dampfgarraumes 22 und
das Frischwasserrohr 12 sind, beispielsweise über Magnetventile 40 bzw. 42, an
ein Frischwasserleitungsnetz 44 anschließbar.
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Der
Ablauf 26 des Garraumes 22 kann direkt an ein
Hausabwassersystem angschlossen werden, an welches auch der Abwasserschlauch 36 des
Abwasserauslasses 16 der Abwasserkammer 4 angeschlossen
ist. Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform,
welche in den Zeichnungen gezeigt ist, ist jedoch der Ablauf 26 des
Garraumes 22 an die Abwasserkammer 4 angeschlossen,
z. B. über
einen Abwasserverbindungsschlauch 46 an einen Abwasserkammereinlaß 4-3,
welcher im Kammerboden 1-1 oder in dessen Nähe in einer
Kammerseitenwand der Abwasserkammer 4 gebildet ist.
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Im
folgenden werden drei mögliche
Störfälle betrachtet.
- 1. Der Ablauf 26 des Garraumes 22 ist
verstopft: Wenn man davon ausgeht, daß der Ablauf 26 des Garraumes 22 verstopft
ist und trotzdem ungehindert Frischwasser in den Garraum 22 durch
dessen Frischwasserzufuhrleitung 34 gelangt, dann wird
der Wasserpegel 48 im Garraum 22 so weit ansteigen,
daß durch
dessen Notüberlauf 28 in seiner
Seitenwand Wasser durch das erste Notüberlaufrohr 9 in die
Dampfsperrkammer 2 fließt. Von dort fließt das Wasser über die
Dampfraum-Trennwand 6 in die Notüberlaufkammer 3 und
dann über
die Abwasser-Trennwand 5 in die Abwasserkammer 4.
Falls der Abwasserschlauch 36 der Abwasserkammer 4 nicht
verstopft ist, kann das Wasser aus dieser abfließen, d. h. bei funktionstüchtigem
Gerät wird
der Niveausensor oder Schwimmerschalter 13 ansprechen und
die Abwasserpumpe 4-1 betätigen. Funktioniert das Gerät nicht
einwandfrei und kann das Wasser auch nicht durch das natürliche Gefälle im Abwasserschlauch 36 durch
Schwerkraft selbständig aus
der Abwasserkammer 4 wegfliessen, dann wird nach einiger
Zeit das Wasser durch das zweite Notüberlaufrohr 10 in
das Freie gelangen bei der Ausgleichskammer 8 und aus dieser
heraus auf den Boden 50 des Dampfgargerätes. Der aus Sicherheitsgründen geforderte
Mindestabstand 52 zwischen dem Frischwassereinlaß 32 des
Garraumes 22 und dem höchsten
im Garraum 22 entstehbaren Wasserspiegel 54 wird
dabei nie kleiner als ein vorbestimmter zulässiger Wert, beispielsweise
20 mm.
- 2. Der Abwasserschlauch 36 der Abwasserkammer 4 ist
verstopft: Wenn der Abwasserschlauch 36 der Abwasserkammer 4 verstopft
ist, dann wird das Dampfgargerät,
sofern es ordnungsgemäß arbeitet,
erkennen, daß sich
die Abwasserkammer 4 nicht mehr entleeren läßt. In diesem
Fall wird jede Wasserzufuhr in den Garraum 22 und in den
Tank 1 gestoppt und das Dampfgargerät schaltet auf Störung. Wenn
die elektronische Steuereinrichtung des Dampfgargerätes nicht
erkennen kann, daß sich
die Abwasserkammer 4 nicht mehr entleeren läßt, dann
fließt
Frischwasser weiterhin in den Garraum 22 und von diesem in
die Kammern 2, 3 und 4 des Tankes 1,
und dann durch dessen zweites Notüberlaufrohr 10 in das
Freie und von dort auf den Geräteboden 50. Auch
hier ist der Abstand 52 zwischen dem Frischwassereinlaß 32 des
Garraumes 22 und dem höchsten möglichen
Wasserpegel 54 im Garraum nie kleiner als der vorbestimmte
Sicherheitswert, beispielsweise 20 mm.
- 3. Schmutzwasser wird durch den Abwasserschlauch 36 in
das Dampfgargerät
gedrückt.
Falls durch den Abwasserschlauch 36 der Abwasserkammer 4 Schmutzwasser
aus dem Hausabwassersystem in das Dampfgargerät gedrückt wird, dann spielt es keine
Rolle, ob das Dampfgargerät an
die elektrische Versorgungsspannung angeschlossen ist oder nicht.
Das Schmutzwasser wird durch die Abwasserkammer 4 über die
Abwasser-Trennwand 5 in die Dampfsperrkammer 2 und in
die Notüberlaufkammer 3 gelangen.
Der Wasserspiegel steigt dort, bis durch das zweite Notüberlaufrohr 10 das
Wasser in das Freie gelangt und von dort auf den Geräteboden 50 fließt. Auch hier
ist der Abstand 52 zwischen dem Frischwassereinlaß 32 des
Geräteraumes 22 und
dem höchsten
im Geräteraum
entstehbaren Wasserspiegel 48 auf den vorbestimmten Sicherheitsabstand
begrenzt, beispielsweise 20 mm.
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Bei
dem in 1 gezeigten Dampfgargerät strömt das Frischwasser von dem
Frischwassereinlaß 32 des
Garraumes 22 auf ein rotierendes Schaufelrad 60,
welches von einem elektrischen Heizsystem 62 umgeben ist,
welches darauf geschleudertes Wasser verdampft. Die Erfindung ist
jedoch nicht auf diese Art von Dampfgargeräten beschränkt.