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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Dampfgargerät mit einer Frischwasserzuführeinrichtung
zur Zufuhr von Frischwasser zu einer in einer Muffel angeordneten
Verdampfungseinrichtung, die einen Heizkörper aufweist.
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Aus
DE 41 31 748 C2 ist
ein Heiz-Umluftgerät
zum Garen von Lebensmitteln bekannt, das ein in einer Ofenmuffel
radial förderndes
Lüfterrad
aufweist. In einem radialen Abstand zum Lüfterrad und in einem von diesem
geförderten
Luftstrom ist ein Heizelement angeordnet. Eine Mündung eines Wasserzuführrohres
ist auf das Lüfterrad
gerichtet, so dass von der Sprühvorrichtung
geliefertes Wasser durch das Lüfterrad
zerstäubt
und verteilt und in Richtung zur Heizvorrichtung gefördert wird,
wo es verdampft wird.
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Aus
EP 0 687 434 B1 ist
ein Backofen zum Dampfgaren bekannt, bei dem in einem Garraum ein Heizkörper und
eine Wasserzuführeinrichtung
sowie eine Verdampfungseinrichtung angeordnet sind. Die Verdampfungseinrichtung
ist am Heizkörper
befestigt und folgt in ihrer geometrischen Erstreckung dessen Verlauf
und liegt über
die gesamte Länge
am Heizkörper
an. Der ringförmige
Heizkörper
ist weitgehend konzentrisch zu einer Ventilationseinrichtung angeordnet,
die einen Luftstrom zur Verteilung des Dampfs im Garraum erzeugt.
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Eine
Aufgabe der vorliegender Erfindung besteht darin, ein Dampfgargerät mit verbesserter
Verdampfungseinrichtung zur Verfügung
zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Merkmale
vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Ein
Dampfgargerät
kann eine Heizeinrichtung aufweisen, die im Wesentlichen aus einem Rohrheizkörper gebildet
wird, der in radialem Abstand um ein rotierendes Lüfterrad
der Ventilationseinrichtung angeordnet ist. Der Heizkörper, vorzugsweise
Rohrheizkörper,
kann bspw. konzentrisch zum Lüfterrad
angeordnet sein. Der Rohrheizkörper beschreibt keinen
geschlossenen Ring, sondern ein Bogensegment mit einem Bogenwinkel
von weniger als 360°,
vorzugsweise jedoch von mehr als 180°. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
vereinfacht das Verdampfungsprinzip und verbessert die Verdampfungseffizienz.
Das von der Fischwasserzuführeinrichtung
auf die Heizeinrichtung gebrachte Frischwasser läuft in Richtung der Schwerkraft
nach unten und wird in weiterer Erstreckung des Rohrheizkörpers durch
die von der Ventilationseinrichtung erzeugten Luftströmungen entgegen
der Richtung der Schwerkraft weiter befördert, bis es schließlich verdampft
ist. Der bogenförmige
Verlauf des Rohrheizkörpers
ermöglicht
im Zusammenhang mit den Oberflächenspannungskräften, die
auf die Wassertropfen des Frischwassers einwirken, dass diese am
Rohrheizkörper
anhaften, bis schließlich
durch die Hitzeeinwirkung des Rohrheizkörpers das Frischwasser vollständig verdampft
ist. Da der Heizkörper
durch die Oberflächenspannungen
von der dosierten Wassermenge vollständig benetzt wird, erhöht sich
die Verdampfungseffizienz.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, dass eine Heizzone des Rohrheizkörpers einen
Bogenwinkel von wenigstens 180° beschreibt.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass weitgehend der
gesamte Bereich des Rohrheizkörpers,
der während
des Betriebs der Ventilationseinrichtung mit Wasser benetzt wird, auch
beheizt wird und somit zur Dampferzeugung zur Verfügung steht.
Bogenabschnitte des Heizkörpers, die
nicht oder nur unwesentlich von Wasser benetzt werden, brauchen
nicht beheizt zu werden. Vorzugsweise ist die Heizzone bzw. der
beheizte Abschnitt zumindest in einem Bereich des Rohrheizkörpers angeordnet,
der unterhalb einer horizontalen Schnittebene durch seine Mittelachse
angeordnet ist. In diesem Bereich sammelt sich das Wasser, das am
Heizkörper
in Richtung der Schwerkraft nach unten läuft, so dass es effektiv verdampft
werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Rohrheizkörper mindestens zwei
parallel angeordnete Heizrohre auf, die in axialer Richtung einen
geringen Abstand von vorzugsweise weniger als 3 mm aufweisen, so
dass in dem Zwischenraum zwischen den beiden Heizrohren das Wasser
herablaufen und allmählich
verdampfen kann. Die C-förmige
Gestalt des Rohrheizkörpers, der
in radialem um die Ventilationseinrichtung angeordnet ist, unterstützt die
Benetzbarkeit mit Wasser sowie die Verdampfungseffizienz.
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Weiterhin
kann es von Vorteil sein, wenn sich die Heizzone des Rohrheizkörpers über den
tiefsten Punkt der Bogensegmente geringfügig, beispielsweise über einen
Winkelbereich von 40° wieder
nach oben erstreckt. Bei einem rotierenden Lüfterrad gibt dessen Drehrichtung
die Fließrichtung
sowie den Fließweg
des Frischwassers vor. Von Vorteil kann sich daher das Bogensegment
des Heizkörper über den
gesamten Fließweg
des Frischwassers erstrecken. Vorteilhaft erstreckt sich der Heizkörper bogenförmig, vorzugsweise
kreisförmig
gebogen, vertikal nach unten bis zu einem tiefsten Punkt und darüber hinaus
vertikal geringfügig
nach oben. So kann die vom Lüfterrad
erzeugte Luftströmung
den Verlauf des Frischwassers entlang des Heizkörpers auch über den tiefsten Punkt hinaus
unterstützen.
Der Ventilator dreht in Fließrichtung
des Wassers, wodurch die Luftströmung
das Wasser über
den tiefsten Punkt hinaus treibt. Dadurch entsteht eine größere Kontaktfläche zwischen
dem Heizkörper
und dem zu verdampfenden Wasser, wodurch in gleicher Zeit insgesamt
mehr Frischdampf erzeugt werden kann.
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Der
Rohrheizkörper
ist vorzugsweise an einer Seiten- oder Rückwand der Muffel bzw. des
Garraums des Dampfgargeräts
verankert, bspw. mittels eines Befestigungsblechs. Die mindestens
zwei Heizrohre können
an ihren freien Enden miteinander verbunden sein, bspw. in Gestalt
eines relativ engen Rohrbogenabschnittes. Dieser Bereich braucht
nicht beheizt zu sein, da diese Verbindungsstelle normalerweise
nicht mehr vom Wasser benetzt wird.
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Wahlweise
kann der Rohrheizkörper
mehr als zwei Heizrohre umfassen, die jeweils gering voneinander
beabstandet und über
ein gleiches Bogensegment in radialem Abstand zur Ventilationseinrichtung
angeordnet sind. Die Wirkungsweise ändert sich hierdurch nicht.
Allerdings kann bei entsprechend gesteigerter Heizleistung mehr
Frischdampf erzeugt werden. Bei einem begrenzten Bauraum im Bereich der
Verdampfungseinrichtung kann es ggf. sinnvoll sein, einen Rohrheizkörper mit
mehr als zwei Heizrohren in das erfindungsgemäße Dampfgargerät einzubauen.
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Der
Abstand der wenigstens zwei Heizrohre voneinander ist zweckmäßigerweise
so zu wählen, dass
die Oberflächenspannung
des Wassers ausreicht, um es über
die gesamte Heizzone anhaften zu lassen. Vorzugsweise wird das gesamte
Frischwasser mittels der Heizeinrichtung verdampft, ohne dass Wasseranteile
vom Heizkörper
herab tropfen.
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Gegenüber bekannten
Verdampfungseinrichtungen, die zur Verdampfung von 2 Gramm Wasser
eine elektrische Heizleistung von ca. 10 Watt benötigen, genügt bei der
erfindungsgemäßen Verdampfungseinrichtung
eine Heizleistung von ca. 5 Watt zur Verdampfung der selben Wassermenge
(ca. 2 g). Der Grund dafür
besteht in der teilweise nutzlosen Beheizung größerer Ringabschnitte bei den
herkömmlichen
Ringheizungen, da diese Abschnitte nicht mit Wasser benetzt werden.
Dagegen wird bei der Verdampfungseinrichtung des erfindungsgemäßen Dampfgargeräts lediglich
die Heizzone beheizt, die auch mit zu verdampfendem Frischwasser
benetzt werden kann. Nicht benetzte Abschnitte des Rohrheizkörpers werden
nicht beheizt.
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Der
erfindungsgemäß ausgebildete
Rohrheizkörper
in der offenen C-Form ist einfacher und kostengünstiger herzustellen als bekannte
Ringheizkörper.
Zudem benötigt
er zu seinem Betrieb eine geringere Heizleistung, so dass er auch
kostengünstiger
betrieben werden kann. Die leicht ungleichförmige Dampfverteilung aufgrund
der nicht ringförmigen Verdampfungszone
des Heizkörpers
stellt im Betrieb keinen nennenswerten Nachteil dar, da aufgrund
der von der Ventilationseinrichtung gebildeten Luftströmung ohnehin
eine Verwirbelung innerhalb des Garraums erzeugt wird.
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Im
Sinne einer Bauteilreduzierung ist es bevorzugt, bei mehreren Heizrohren
bzw. Heizkörpern deren
Anschlussenden in einem gemeinsamen Befestigungsblech an einer Seitenwand
der Muffel befestigt sind.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei
zeigt:
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1 eine
Prinzipdarstellung eines Dampfgargeräts,
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2 eine
schematische Darstellung einer Verdampfungseinrichtung des erfindungsgemäßen Dampfgargeräts,
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3 eine
schematische Ansicht eines Rohrheizkörpers und
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4 eine
weitere Ansicht des Rohrheizkörpers.
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Die
schematische Darstellung der 1 zeigt
ein Dampfgargerät 10,
bei dem eine Verdampfungseinrichtung 12 innerhalb einer
Muffel 14 angeordnet ist. Die Verdampfungseinrichtung 12 ist
mittels eines Seitenblechs 16 von einem Garraum 18 getrennt.
Im Seitenblech 16 sind nicht dargestellte Öffnungen
vorgesehen, durch die der von der Verdampfungseinrichtung 12 erzeugte
Dampf 20 in den Garraum 18 geleitet werden kann.
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An
einer Oberseite der Muffel 14 ist eine Frischwasserzuführleitung 22 vorgesehen, über die zu
verdampfendes Wasser zur Verdampfungseinrichtung 12 geleitet
werden kann. Das aus der Frischwasserzuführleitung 22 nach
unten tropfende Frischwasser 24 fällt in Richtung der Schwerkraft
nach unten und trifft innerhalb der Muffel 14 auf eine
Heizeinrichtung 26, an der das Wasser verdampft wird. Die Heizeinrichtung 26 ist
weitgehend konzentrisch zu einer Ventilationseinrichtung 28 angeordnet.
Die Ventilationseinrichtung 28 sorgt gleichzeitig für die Bildung einer
Luftströmung,
welche den gebildeten Dampf 20 in Richtung zum Garraum 18 befördert.
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Die
perspektivische Darstellung der 2 verdeutlicht
eine mögliche
Anordnung der Heizeinrichtung 26 und der Ventilationseinrichtung 28,
die jeweils an einer Seitenwand 30 der Muffel 14 angeordnet
sind. Das Seitenblech 16 mit den darin angeordneten Durchbrüchen, das
ggf. eine Trennwand zum Garraum 18 darstellen kann, ist
in der gezeigten Ausführungsform
aus Gründen
der besseren Übersichtlichkeit
weggelassen.
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Die
Heizeinrichtung 26 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel
aus einem Rohrheizkörper 32 gebildet,
der aus zwei parallel verlaufenden, jeweils ein Bogensegment mit
einem Bogenwinkel von ca. 270 bis 330° beschreibenden Heizrohren 34 besteht, die
jeweils einen kreisförmigen
Querschnitt mit einem Durchmesser von ca. 5 bis 15 mm aufweisen.
Der Durchmesser des Rohrheizkörpers 32 kann
bspw. ca. 150 bis 300 mm betragen, je nach Baugröße der Ventilationseinrichtung
und des Gargeräts.
Die beiden Heizrohre 34 können bspw. einen Abstand zwischen
0,5 und 4 mm aufweisen, wobei sich ein Abstand von ca. 2 mm als
vorteilhaft herausgestellt hat. Bei diesem Abstand neigt das Wasser dazu,
aufgrund seiner Oberflächenspannung
weitestgehend an den Heizrohren haften zu bleiben, bis es aufgrund der
vom Heizkörper
erzeugten Hitze verdampft wird.
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Die
Ventilationseinrichtung 28 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel
durch ein rotierendes Lüfterrad 36 gebildet,
das weitgehend konzentrisch zum Rohrheizkörper 32 angeordnet
ist.
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Die
Funktion der Verdampfungseinrichtung 12 basiert darauf,
dass Frischwasser 24 aus der Frischwasserzuführleitung 22 auf
den Rohrheizkörper 32 tropft,
und zwar vorzugsweise in einen Bereich ungefähr mittig zwischen den beiden
Heizrohren 34, so dass es aufgrund seiner Oberflächenspannung am
Rohrheizkörper 32 haften
bleibt und in Drehrichtung des Lüfterrades 36 (Pfeilrichtung
in 2) entlang des Verlaufs der Heizrohre 34 gefördert wird. Zumindest
abschnittsweise ist der Heizkörper 32 als beheizter
Abschnitt 44 ausgebildet, auf dem das Wasser verdampft
wird. Das noch nicht verdampfte Frischwasser 24 läuft in Richtung
der Schwerkraft zum freien Ende 38 des Rohrheizkörpers 32,
an dem die beiden Heizrohre 34 mittels eines Bogenabschnittes 40 miteinander
verbunden sind. Die Frischwasserzuführleitung 22 mündet vorzugsweise
im Bereich oberhalb des höchsten
Punktes Rohrheizkörpers 32,
so dass das Frischwasser 24 in Pfeilrichtung nach rechts
(vgl. 2) entlang der Heizrohre 34, im Zwischenraum 35 zwischen
den Heizrohren und entlang des beheizten Abschnittes 44 (vgl. 3 und 4)
nach unten laufen kann. Aufgrund des geringen Abstandes der beiden
Heizrohre 34 (vgl. 4) kann
eine ausreichende Menge an Frischwasser 24 durch dessen
Oberflächenspannungskräfte an den Heizrohren 34 anhaften
und entlang des gesamten beheizten Abschnittes 44 herab
laufen, wobei es kontinuierlich verdampft wird.
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Der
Rohrheizkörper 32 kann
auf die gezeigte Weise mittels eines Befestigungsblechs 42 an
der Seitenwand 30 verankert sein. Ggf. kann er darüber hinaus
mittels weiterer Befestigungspunkte (nicht dargestellt) verankert
bzw. stabilisiert sein, so dass er nicht zu Schwingungen angeregt
werden kann, die bspw. von der Ventilationseinrichtung ausgelöst werden.
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Im
Wesentlichen kreisförmige
Querschnitte der wenigstens zwei Heizrohre 34 des Rohrheizkörpers 32 dienen
einerseits zur möglichst
gleichmäßigen Benetzung
mit zu verdampfendem Frischwasser 24. Zudem lassen sich
derartige kreisförmige
Querschnitt einfach herstellen und in die gewünschte Form bringen. Selbstverständlich können die
Heizrohre 34 auch andere Querschnitte aufweisen, bspw. ovale.
Auch bei ovalen Querschnitten ist die Benutzung mit Frischwasser 24 begünstigt.
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Die
schematischen Darstellungen der 3 und 4 verdeutlichen
den Rohrheizkörper 32 in verschiedenen
Ansichten. Der beheizte Abschnitt 44 erstreckt sich über einen
Winkelbereich von mindestens 180° und
bis zu ca. 210 Grad, wie dies in 3 beispielhaft
verdeutlicht ist. Eine nicht beheizte Zone 46 nahe des
Befestigungsblechs 42 kann sich über einen Bogenwinkel von ca.
45 bis 60° erstrecken. Das
Frischwasser verläuft
in erster Linie im Zwischenraum 35 zwischen den beiden
Heizrohren 34.
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Diese
Zone 46 braucht nicht beheizt zu werden, da sie kaum von
Frischwasser benetzt wird. Auch die nicht beheizte Zone 48 nahe
des freien Endes 38 bzw. des Bogenabschnittes 40 braucht
nicht beheizt zu werden, da auch dieser Bereich kaum von Frischwasser
benetzt wird. Dieses ist normalerweise bereits während seiner Strömung entlang
des beheizten Abschnittes 44 verdampft und in den Garraum
befördert
worden.
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Die
schematische Seitenansicht der 4 verdeutlicht
die parallele Anordnung der beiden Heizrohre 34 des Rohrheizkörpers 32,
die in weitgehend gleichmäßig geringem
Abstand (bspw. 1 ... 2 mm) zueinander verlaufen. Der größte Durchmesser
des Bogenabschnittes 40 ist so zu bemessen, dass er die Seitenwand 30 der
Muffel nicht berührt.
Die Heizrohre 34 verlaufen jeweils durch das Befestigungsblech 42 hindurch
zu Anschlussbereichen, die außerhalb der
Muffel 14 angeordnet sind.
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- 10
- Dampfgargerät
- 12
- Verdampfungseinrichtung
- 14
- Muffel
- 16
- Seitenblech
- 18
- Garraum
- 20
- Dampf
- 22
- Frischwasserzuführleitung
- 24
- Frischwasser
- 26
- Heizeinrichtung
- 28
- Ventilationseinrichtung
- 30
- Seitenwand
- 32
- Rohrheizkörper
- 34
- Heizrohr
- 35
- Zwischenraum
- 36
- Lüfterrad
- 38
- freies
Ende
- 40
- Bogenabschnitt
- 42
- Befestigungsblech
- 44
- beheizter
Abschnitt
- 46
- nicht
beheizte Zone
- 48
- nicht
beheizte Zone