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Die Erfindung betrifft ein Dampfgargerät mit einer Frischwasserzuführungsleitung, durch die ein Frischwasservolumenstrom zu einer Dampferzeugungseinrichtung in dem Dampfgargerät strömt. In der Frischwasserzuführungsleitung ist ein Drosselelement zur Druckminderung angeordnet.
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Aus
DE 40 13 594 ist ein gattungsgemäßes Dampfgargerät bekannt. Das Dampfgargerät weist eine Wasserzuführungsleitung auf, deren offenes Ende innerhalb eines Garraums im Bereich eines Radialgebläserades angeordnet. Das Radialgebläserad ist von einer Heizschlange umgeben. Zur Dampferzeugung wird aus der Wasserzuführungsleitung strömendes Wasser mittels des Radialgebläserades zerstäubt. In der Wasserzuführungsleitung ist ein Elektromagnetventil angeordnet, dem ein Drosselelement zur Druckminderung vorgeschaltet ist. Dabei ist der Druck auf ca. 1 bar eingestellt. Das vorgelagerte Drosselelement reduziert einen durch das Drosselelement strömenden Frischwasservolumenstrom. Demzufolge kann die Durchflussmesseinrichtung lediglich für geringere Frischwasservolumenströme ausgelegt sein.
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Aus
DE 100 50 093 ist ein Dampfgargerät mit einer an einem Trinkwassernetz angeschlossenen Wasserzuführungsleitung bekannt. Die Wasserzuführungsleitung führt Trinkwasser zu einer Dampferzeugungseinrichtung des Dampfgargerätes. In der Wasserzuführungsleitung ist eine Druckmindervorrichtung angeordnet. Fällt an der Ausgangsseite der Druckmindervorrichtung der Leitungsdruck, so öffnet sich die Druckmindervorrichtung, wodurch sich der ausgangsseitige Leitungsdruck wieder erhöht. Dadurch wird eine vom Eingangsdruck der Druckmindervorrichtung unabhängige Regelung erreicht. Durch die Druckmindervorrichtung können baugleiche Dampfgargeräte an verschiedenen Standorten mit verschiedenen Drücken im Trinkwassernetz sicher betrieben werden. Ein Ausgangskanal der Druckmindervorrichtung ist über eine Blonde mit dem Garraum des Dampfgargerätes verbunden.
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Aus der
DE 27 31 191 A1 ist eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln mittels eines Dampf-Luft-Gemisches bekannt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Dampfgargerät bereitzustellen, das in konstruktiv einfacher Weise eine genaue Steuerung der zur Dampferzeugung benötigten Frischwassermenge ermöglicht.
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Die Aufgabe der Erfindung ist durch ein Dampfgargerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 weist das Drosselelement einen Durchlassquerschnitt auf, dessen Größe sich in Abhängigkeit von einem Leitungsdruck an einer Eingangsseite des Drosselelementes ändert. Bei einer Änderung des Durchlassquerschnitts im Drosselelement werden Kalkablagerungen von dem Drosselelement abgelöst. Durch Kalkablagerungen bedingte dauerhafte Änderungen im Drosselverhalten des Drosselelements sind somit vermieden.
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Bei der Erfindung erfolgt die Änderung des Durchlassquerschnittes nicht selbsttätig. Vielmehr ist an der Eingangsseite des Drosselelementes eine Druckmesseinrichtung angeordnet. Dadurch wird der Leitungsdruck an der Eingangsseite des Drosselelementes genau bestimmt. Die Druckmesseinrichtung ist in Signalverbindung mit dem Drosselelements. Auf der Grundlage des bestimmten Leitungsdruckes kann die Größe des Durchlassquerschnittes genau gesteuert werden, und zwar unabhängig von Leitungsdruckschwankungen.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Drosselelement aus Kunststoff gefertigt. Da sich Kalk an Kunststoffmaterialien nicht oder nur geringfügig ablagert, kann so die Einsatzdauer des Drosselelements weiter erhöht werden.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn sich die Größe des Durchlassquerschnitts des Drosselelements derart ändert, dass sich unabhängig vom Leitungsdruck an der Eingangsseite des Drosselelements ein konstanter Volumenstrom durch das Drosselelement einstellt. Die Steuerung der zur Dampferzeugung benötigten Frischwassermenge erfolgt somit unabhängig Schwankungen in der Höhe des Leitungsdruckes. Vorteilhaft kann diese Steuerung auch unabhängig von der Leitungsdruckhöhe in verschiedenen öffentlichen Wasserversorgungsnetzen erfolgen. Der Leitungsdruck in den verschiedenen öffentlichen Wasserversorgungsnetzen kann zwischen 0,2 und 11 bar liegen.
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Fertigungstechnisch günstig ist es, wenn das Drosselelement als ein handelsüblicher Durchflussbegrenzer ausgebildet ist. Darin stellt sich die Größe des Durchlassquerschnitts des Durchflussbegrenzers abhängig vom eingangsseitigen Leitungsdruck selbsttätig ein. Kostspielige Druckmesser, die erst den eingangsseitigen Leitungsdruck messen und dann in Abhängigkeit davon die Größe des Durchlassquerschnitts steuern, sind somit überflüssig. Im vorliegenden Falle stellt sich der konstante Volumenstrom bevorzugt zumindest bei einem eingangsseitigen Leitungsdruck zwischen 0,2 und 11 bar ein.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltdiagramm eines nicht zur Erfindung gehörenden Dampfgargerätes;
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2 eine Detailansicht eines in einer Frischwasserzuführungsleitung des Dampfgargerätes angeordneten Drosselelements;
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3 Kennlinien von in dem Dampfgargerät verwendeten Drosselelementen; und
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4 ein Blockschaltdiagramm eines Dampfgargerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In dem Blockschaltdiagramm der 1 ist stark schematisiert ein Dampfgargerät 1 mit einer Muffel 3 dargestellt, die einen Garraum 5 eingrenzt. Der Garraum 5 ist in bekannter Weise mittels einer nicht gezeigten Garraumtür schließbar. Innerhalb der Muffel 3 ist ein Heizgebläse 7 angeordnet. Ein elektrisch betriebener Ringheizkörper 9 umgibt das Heizgebläse 7. In den Garraum 5 des Dampfgargerätes 1 ragt eine erste Frischwasserzuführungsleitung 13, deren offenes Ende 14 im Bereich des Heizgebläses 7 angeordnet ist. Die Frischwasserzuführungsleitung 13 führt einen Frischwasservolumenstrom zur Dampferzeugung in den Garraum 5. Der aus dem offenen Ende tretende Frischwasservolumenstrom wird mittels des Heizgebläses 7 auf den Ringheizkörper 9 verteilt, wodurch Dampf erzeugt wird.
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In der ersten Frischwasserzuführungsleitung 13 ist ein normalerweise geschlossenes Elektromagnetventil Y1 angeordnet. An dessen stromaufwärtiger Seite befindet sich ein Drosselelement 19. Die erste Frischwasserzuführungsleitung 13 zweigt von einer Hauptleitung 21 des Dampfgargerätes 1 ab, die direkt mit einem Wasserhahn 23 eines öffentlichen Wasserversorgungsnetzes verbunden ist.
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Neben der ersten Frischwasserzuführungsleitung 13 für die Dampferzeugung im Garraum 5 mündet eine zweite Frischwasserzuführungsleitung 25 in den Garraum 5. In der zweiten Frischwasserzuführungsleitung 25 ist ein normalerweise geschlossenes Elektromagnetventil Y2 angeordnet. Dieses ist wie das erste Elektromagnetventil Y1 über eine elektrische Steuereinrichtung 29 steuerbar. Die zweite Frischwasserzuführungsleitung 25 zweigt ebenfalls von der Hauptleitung 21 des Dampfgargerätes 1 ab. Bei geöffnetem Elektromagnetventil Y2 wird über die zweite Frischwasserzuführungsleitung 25 eine große Menge an Frischwasser derart in den Garraum 5 geführt, dass der Dampf im Garraum 5 schnell kondensiert.
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Ein Boden 33 des Garraums 5 ist mit einem leichten Gefälle versehen, an dessen tiefstem Punkt ein Kondensatablauf 35 ausgebildet ist. Durch den Kondensatablauf 35 strömt Kondensat aus dem Garraum 5. Das Kondensat wird über eine Fallrohrleitung 36 in eine Ablaufkammer 37 eines Wasserbehälters 39 geleitet. Im Boden der Ablaufkammer 37 ist ein Wasserauslass 41 ausgebildet, der mit einer Saugseite einer Ablaufpumpe 43 verbunden ist. Die Druckseite der Ablaufpumpe 43 ist mit einer Abflussleitung 45 verbunden. In der Ablaufkammer 37 des Wasserbehälters 39 befindet sich ein vertikal geführter Schwimmer 47, der auf einer Wasseroberfläche getragen ist. Dieser schaltet z. B. magnetisch einen Schwimmerschalter 49, der ortsfest eine vorgegebene Höhe h über dem Boden der Ablaufkammer 37 angeordnet ist. Sobald der Schwimmerschalter 49 vom Schwimmer 47 geschaltet ist, gibt er ein entsprechendes Signal an die elektronische Steuereinrichtung 29. Daraufhin aktiviert die elektronische Steuereinrichtung 29 die Ablaufpumpe 43, um die Ablaufkammer 37 zu entleeren.
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Die Ablaufkammer 37 in dem Wasserbehälter 39 ist über eine Trennwand 51 von einer Kondensationskammer 52 abgetrennt. Eine Oberkante der Trennwand 51 ist über ein Zwischenraum von der Decke des Wasserbehälters 39 beabstandet, wodurch die beiden Kammern 37 und 52 miteinander verbunden sind. Die Oberkante der Trennwand 51 dient als ein Wasserüberlauf zwischen den beiden Kammern 37 und 52.
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Die Kondensationskammer 52 des Wasserbehälters 39 ist mit einer Wrasenabzugsleitung 53 verbunden. Deren offenes Ende 54 erstreckt sich bis unmittelbar vor den Kondensationskammerboden und taucht dabei in eine Wasserfüllung in der Kondensationskammer 52 ein. Die Eintauchtiefe des offenen Endes 54 der Wrasenabzugsleitung 53 in die Wasserfüllung der Kondensationskammer 52 bestimmt dabei die Druckhöhe des Wrasens im Garraum 5. Über die Wrasenabzugsleitung 53 entweichender heißer Wrasen schlägt sich in der Wasserfüllung der Kondensationskammer 52 nieder. Dadurch ist zuverlässig verhindert, dass heißer Wrasen aus einer Druckausgleichsöffnung 55 des Wasserbehälters 39 in die Atmosphäre austritt.
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In den Wasserbehälter 39 mündet eine dritte Frischwasserzuführungsleitung 57. Diese führt einen Frischwasservolumenstrom in die Ablaufkammer 37 und die Kondensationskammer 52. In der dritten Frischwasserzuführungsleitung 57 ist ein Drosselelement 61 sowie stromauf davon ein normalerweise geschlossenes Elektromagnetventil Y3 angeordnet. Die dritte Frischwasserzuführungsleitung 57 zweigt ebenfalls von der Hauptleitung 21 ab.
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Zur Frischwasserzufuhr in den Wasserbehälter 39 öffnet die elektronische Steuereinrichtung 29 das Elektromagnetventil Y3. Dadurch kann der Wasserstand in der Kondensationskammer 52 stets oberhalb des offenen Endes 54 der Wrasenabzugsleitung 53 gehalten werden. Weiterhin verhindert die Frischwasserzufuhr, dass die Wassertemperatur in dem Wasserbehälter 39 übermäßig ansteigt. Zugleich werden Verunreinigungen, die über die Kondensatablaufleitung 35 in die Ablaufkammer 37 gelangen, aus der Ablaufkammer 37 in die Abflussleitung 45 gespült.
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In der 2 ist das in der dritten Frischwasserzuführungsleitung 57 angeordnete Drosselelement 61 detailliert dargestellt. Mit Ausnahme der Dimensionierung sind der Aufbau und die Funktionsweise des Drosselelements 61 und des Drosselelements 19 in der ersten Frischwasserzufuhrleitung 13 identisch. Gemäß der 2 weist das Drosselelement 61 einen zylindrischen Grundkörper 65 aus festem Kunststoff auf, der in die dritte Frischwasserzuführungsleitung 57 gepresst ist. In dem Grundkörper 65 sind Strömungskanäle 67 ausgebildet, durch die der Frischwasservolumenstrom Q strömt, wie durch die Pfeile angedeutet ist.
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An einer Wassereingangsseite 62 des Grundkörpers 65 ist ein zentrischer Zapfen 69 axial geformt. Auf den zentrischen Zapfen 69 ist ein scheibenförmiger Drosselkörper 71 aus einem elastisch verformbaren Weichkunststoff geschoben. Zusätzlich sind an der Wassereingangsseite 62 des Grundkörpers 65 Rippen 73 geformt, mit denen der scheibenförmige Drosselkörper 71 in Anlage ist. Die Rippen 73 beabstanden den scheibenförmigen Drosselkörper 71 über einen Ringspalt 75 von der Wassereingangsseite 62 des Grundkörpers 65. Der Volumenstrom Q strömt daher durch den Ringspalt 75 in die Strömungskanäle 67.
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Der auf den Rippen 73 liegende scheibenförmige Drosselkörper 71 aus Weichkunststoff verformt sich in Abhängigkeit von einem Leitungsdruck pe an der Eingangsseite 62 des Drosselelements 61. D. h. je größer der Leitungsdruck pe ist, desto kleiner wird eine durch den Ringspalt 75 gebildeter Durchlassquerschnitt für den Volumenstrom Q. Die Größe des Durchlassquerschnitts 75 bestimmt die Größe des Volumenstroms Q. Der den Durchlassquerschnitt bildende Ringspalt 75 ist auch bei geöffnetem Elektromagnetventil Y3 kontinuierlich geöffnet. Somit stellt sich bei geöffnetem Elektromagnetventil Y3 ein gleichmäßig Volumenstrom Q durch das Drosselelement 61 ein.
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Der Zusammenhang zwischen dem eingangsseitigen Leitungsdruck pe und dem Volumenstrom Q durch die Drosselelemente 19, 61 geht aus den Kennlinien in der 3 hervor: Demzufolge ändert sich der Durchlassquerschnitt 75 des Drosselelements 19, 61 in einem, in öffentlichen Wasserversorgungsnetzen anzutreffenden Druckbereich von 0,2 bis 11 bar derart, dass der durchströmende Frischwasservolumenstrom Q im wesentlichen konstant bleibt. Bei geöffneten Elektromagnetventilen Y1 und Y3 stellt sich somit in der ersten Frischwasserzuführungsleitung 13 ein Volumenstrom Q von 0,25 l/min und in der dritten Frischwasserzuführungsleitung 57 ein Volumenstrom Q von 3 l/min ein. Aufgrund des sich druckabhängig ändernden Durchlassquerschnittes 75 sowie aufgrund der Kunststofffertigung sind die Drosselelemente 19, 61 weitgehend unempfindlich gegen Kalkablagerungen. Die Drosselelemente 19, 61 sind im Handel als so genannte Durchflussbegrenzer erhältlich.
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Im Folgenden ist der Betrieb des Dampfgargerätes 1 beschrieben: Zunächst wird das Dampfgargerät 1 über einen nicht gezeigten Hauptschalter betriebsbereit geschaltet. Daraufhin startet die elektronische Steuereinrichtung 29 mit einer automatischen Wassererkennungsroutine. In der Wassererkennungsroutine wird festgestellt, ob der Wasserhahn 23 geöffnet ist oder nicht. Hierzu öffnet die elektronische Steuereinrichtung 29 automatisch das Elektromagnetventil Y3 in der dritten Frischwasserzuführungsleitung 57. Bei ausreichend geöffnetem Wasserhahn 23 ergibt sich in der dritten Frischwasserzuführungsleitung 57 nach dem Drosselelement 61 der konstante Volumenstrom Q von 3 l/min, der in den Wasserbehälter 39 strömt. Der Wasserbehälter 39 füllt sich daher mit Wasser, bis der Schwimmer 47 die Höhe h erreicht, in der Schwimmer 47 ein Schaltsignal im Schwimmerschalter 49 erzeugt.
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In der elektronischen Steuereinrichtung 29 ist ein Zeitmesser 77 integriert, der die Zeitdauer beginnend von der Öffnung des Elektromagnetventils Y3 bis zur Erzeugung des Schaltsignals durch den Schwimmerschalter 49 misst. Die derart gemessene Zeitdauer vergleicht die elektronische Steuereinrichtung 29 mit einer gespeicherten, vorbestimmten Zeitdauer. Diese entspricht einer Zeitdauer, die notwendig ist, um den Wasserbehälter 39 im vollständig wasserleeren Zustand mit einem Volumenstrom Q von 3 l/min bis zu einem Wasserstand zu füllen, der der Höhe h entspricht.
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Ist der Wasserhahn 23 geschlossen oder nicht ausreichend geöffnet, so stellt sich kein oder nur ein geringfügiger Volumenstrom Q in der dritten Frischwasserzufuhrleitung 57 ein. Es wird daher bis zum Ende der gespeicherten vorbestimmten Zeitdauer kein Schaltsignal vom Schwimmerschalter 49 erzeugt. In diesem Fall stellt die elektronische Steuereinrichtung 29 einen Wassermangel fest und setzt das Dampfgargerät außer Betrieb. Durch ein entsprechendes Warnsignal kann die Bedienperson auf den Wassermangel hingewiesen werden.
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Erzeugt der Schwimmerschalter 49 vor dem Ende der vorbestimmten Zeitdauer ein Schaltsignal, so stellt die elektronische Steuereinrichtung 29 einen ausreichend großen Volumenstrom Q in der Frischwasserzufuhrleitung 57 fest. In diesem Fall bleibt das Dampfgargerät 1 betriebsbereit geschaltet. Zugleich aktiviert die elektronische Steuereinrichtung 29 die Ablaufpumpe 43, um Wasser aus der Ablaufkammer 37 in die Abflussleitung 45 zu saugen.
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Diese Wassererkennungsroutine kann nicht nur unmittelbar nach dem Einschalten des Dampfgargerätes durch den Hauptschalter, sondern auch während des Garbetriebs in festgelegten Zeitabständen von bspw. dreißig Minuten automatisch mittels der elektronischen Steuereinrichtung 29 durchgeführt werden. Dadurch ist gewährleistet, dass der Garbetrieb nur bei geöffnetem Wasserhahn 23 durchgeführt wird.
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Zur Einstellung des Garbetriebes sind von der Bedienperson Garparameter in die elektronische Steuereinrichtung 29 einzugeben, bspw. ein Dampfgehalt und eine Gartemperatur. In Abhängigkeit von den eingegebenen Garparametern steuert die elektronische Steuereinrichtung 29 das Heizgebläse 7, den Ringheizkörper 9 sowie das in der ersten Frischwasserzuführungsleitung 13 angeordnete Elektromagnetventil Y1 an. Das Elektromagnetventil Y1 ist als ein Taktventil ausgebildet, das einen Frischwasserwasservolumenstrom für die Dampferzeugung in den Garraum 5 dosiert. Die Öffnungszeiten des Taktventils Y1 legt die elektronische Steuereinrichtung 29 in Abhängigkeit von den eingegebenen Garparametern fest. Stromauf vom Taktventil Y1 ist das Drosselelement 19 angeordnet. Wie aus der bereits erwähnten Kennlinie des Drosselelements 19 aus der 3 hervorgeht, hält das Drosselelement 19 den Frischwasservolumenstrom konstant auf 0,25 l/min.
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Sollte die elektronische Steuereinrichtung 29 während des Dampfgarbetriebes ein Öffnen der Gargerätetür detektieren, so öffnet die elektronische Steuereinrichtung 29 das Elektromagnetventil Y2 in der zweiten Frischwasserzuführungsleitung 25. Dadurch wird in bekannter Weise eine große Menge an kaltem Frischwasser in den Garraum 5 eingebracht. Der Dampf entfernt sich daher durch Kondensation aus dem Garraum 5, ohne dass er beim Öffnen der Gargerätetür aus dem Garraum austritt.
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Das Ausführungsbeispiel aus der 4 entspricht im Wesentlichen dem in 1–3 mit Ausnahme der Ausgestaltung der ersten Frischwasserzuführungsleitung 13. In der ersten Frischwasserzuführungsleitung 13 ist anstelle des Drosselelements 19 der 1 eine Druckmesseinrichtung 59 angeordnet, die einem Drosselelement 78 mit einem Durchlassquerschnitt vorgelagert ist, dessen Größe variierbar ist. Die Druckmesseinrichtung 59 misst den Leitungsdruck pe an der Eingangsseite des Drosselelements 78. Der von der Druckmesseinrichtung 59 erfasste Wert wird zu der elektronischen Steuereinrichtung 29 geleitet. Diese ermittelt in Abhängigkeit von dem erfassten Wert des Leitungsdruckes pe die Größe des Durchlassquerschnittes des Drosselelements 78 und steuert das Drosselelement 78 entsprechend an.
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Die Druckmesseinrichtung 59 kann zusätzlich auch einen Wassermangel feststellen. Hierzu vergleicht die elektronische Steuereinrichtung 29 den Leitungsdruck pe, der bei geöffnetem Taktventil Y1 gemessen wird, mit einem vorbestimmten Mindestwert, der in der Steuereinrichtung 29 gespeichert ist. Ist der Wasserhahn 23 geschlossen oder nicht ausreichend geöffnet, so stellt sich kein oder nur ein geringfügiger Leitungsdruck pe in der ersten Frischwasserzufuhrleitung 13 ein, der unterhalb des gespeicherten Mindestwertes liegt. In diesem Fall stellt die elektronische Steuereinrichtung 29 einen Wassermangel fest. Daraufhin wird das Dampfgargerät außer Betrieb gesetzt und die Bedienperson durch ein Warnsignal auf den Wassermangel hingewiesen.
