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Die
Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit Verdampfung von Wasser,
vorteilhaft zur Zubereitung von Nahrungsmitteln, insbesondere einen
Dampfgarer, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Haushaltsgerätes, welches
insbesondere ein vorgenanntes Haushaltsgerät ist.
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Für beispielsweise
Dampfgarer ist es bekannt, entweder Wasser in einem Wasservorrat
mittels einer elektrischen Heizung so zu erhitzen, dass Wasserdampf
entsteht. Dieser Wasserdampf kann dann in einen Garraum geleitet
werden. Alternativ kann Wasser mit einem Lüfterrad verwirbelt und auf einen
elektrischen Heizkörper
gesprüht
werden. Dort wird das Wasser verdampft und der entstandene Wasserdampf
in den Garraum eingebracht. Der Nachteil bei der ersten Möglichkeit
besteht vor allem darin, dass der gesamte Wasservorrat zum Kochen gebracht
werden muss und sich somit der Start des Dampfgarprozesses nach
dem Einschalten stark verzögert.
Bei der zweiten Möglichkeit
kommt Wasser in größeren Mengen
direkt mit dem Lüfterrad
bzw. dem Rohr heizkörper
in Berührung.
So können
sich dort Kalkablagerungen bilden oder Korrosion entstehen.
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Aufgabe
und Lösung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Haushaltsgerät sowie
ein Betriebsverfahren für
ein Haushaltsgerät
zu schaffen, mit denen die Nachteile des Standes der Technik vermieden
werden können
und insbesondere eine schnelle Verdampfung von Wasser erreicht wird
samt möglichst
störungs-
und verschleißfreiem
Betrieb.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte
sowie bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der
weiteren Ansprüche und
werden im Folgenden näher
erläutert.
Der Wortlaut der Ansprüche
wird durch ausdrückliche
Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Manche der nachfolgend
angeführten
Merkmale werden nur einmal beschrieben. Sie gelten jedoch unabhängig davon
sowohl für
das Haushaltsgerät
als auch für das
Betriebsverfahren unabhängig
voneinander.
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Erfindungsgemäß ist für das Haushaltsgerät vorgesehen,
dass in dem Gerät
Wasser in einem Wasservorrat oder aus einer Wasserzuführung vorhanden
ist. Es ist eine Zerstäubereinrichtung
vorgesehen an dem Wasservorrat oder der Wasserzuführung, mit
der Wasser in kleine Wasserteilchen umgewandelt bzw. zerstäubt wird.
Das zerstäubte
Wasser wird anschließend
mittels einer Verdampfereinrichtung verdampft und vorzugsweise auch
auf gewünschte
Betriebstemperatur erhitzt für
die Verwendung in beispielsweise dem Garraum eines Dampfgarers.
Die Zerstäubereinrichtung
weist dabei mindestens einen Zerstäuber auf. Der Vorteil hierbei
gegenüber
dem Stand der Technik liegt vor allem darin, dass es durch eine
derartige Zerstäubereinrichtung möglich ist,
Wasser direkt in eine Art Gasphase zu bringen oder fein zu verteilen,
ohne dass hierfür
der gesamte Wasservorrat erhitzt werden muss. Somit geht das Zerstäuben sehr
schnell und kann auch sehr genau dosiert erfolgen. Das Wasser, das
dann als sehr kleine Wassertröpfchen
in der Luft verteilt ist, kann anschließend erhitzt bzw. verdampft
werden. Hierzu wird später
noch mehr ausgeführt.
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Gemäß einer
ersten Möglichkeit
kann der Zerstäuber
in einen Wasservorrat hineinragen, beispielsweise einen Wasserbehälter. Ein
derartiger Wasserbehälter
kann aus dem Gerät
entnehmbar sein, wobei der Zerstäuber
hierzu, wenn er beispielsweise von oben in den Behälter hineinragt,
weggeklappt werden kann. Gemäß einer
zweiten Möglichkeit
kann alternativ zu einem vorgenannten Wasservorrat eine Wasserzuführung zu
dem Haushaltsgerät vorgesehen
sein, beispielsweise als Wasserleitung, welche insbesondere mit
einem fest installierten Hauswassernetz verbunden sein kann. Die
Wasserzuführung
führt zu
der Zerstäubereinrichtung
bzw. dem Zerstäuber
und bringt das Wasser somit genau an den Ort der Zerstäubung. In
der Zerstäubereinrichtung
kann zusätzlich
noch eine Art Dosiereinrichtung odgl. vorgesehen sein, welche genau
regelt, wie viel Wasser in die Zerstäubereinrichtung gelangt bzw. zerstäubt wird
bei deren Betrieb.
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Gemäß einer
dritten Möglichkeit
kann ein Wassertank im vorderen Bereich des Haushaltsgeräts bzw.
der Tür
vorgesehen sein, in den Wasser eingefüllt werden kann, welches über eine
Pumpe in den Behälter
mit dem Zerstäuber
gelangt. Die zweite und dritte Möglichkeit
haben den Vorteil, dass immer frisches kaltes Wasser dem Behälter zugeführt wird, und
somit eine Kühlung
der Zerstäubereinrichtung möglich ist.
Gemäß einer
vierten Möglichkeit
kann der Wasserbehälter
mit Zerstäubereinrichtung
zugänglich
im vorderen Bereich des Gerätes
angeordnet sein. Die Zerstäubereinrichtung
ist dabei fest am Boden des Behälters
befestigt und der Behälter
kann zum Befüllen
herausgenommen werden.
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Eine
Kontaktierung des Zerstäubers
erfolgt über
eine Kontakteinrichtung im Boden ähnlich wie bei einem Wasserkocher
mit abnehmbarem Wasserbehälter,
die zu der Zerstäubereinrichtung
im Inneren durchgeht.
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Der
Wasservorrat bzw. die Wasserzuführung können ebenso
wie die Zerstäubereinrichtung
im Luftzufuhrweg zu dem Haushaltsgerät bzw. zu einem in dem Gerät enthaltenen
Garraum angeordnet sein. Besonders vorteilhaft liegt die Zerstäubereinrichtung also
im Ansaugbereich eines Lüfters
odgl. für
den Garraum. Zur Luftansaugung kann ein Ansaugkanal derart an der
Zerstäubereinrichtung
vorbei zu dem Garraum führen,
insbesondere von außen,
dass die zerstäubten
Wasserteilchen mitgerissen werden. Hinter der Zerstäubereinrichtung
befindet sich in dem Ansaugkanal dann die Verdampfereinrichtung,
welche die Wasserteilchen vollends verdampft sowie auf die gewünschte Temperatur
erhitzt, so dass dann der heiße
Dampf in den Garraum gelangt. Die Strömungsrichtung des Wasserdampfes
kann auch in umgekehrter Richtung erfolgen. Von Vorteil ist es,
die warme Luft aus den Garraum anzusaugen, über den Verdampfer strömen zu lassen
und ihn dann seitlich oder von oben in den Garraum zurückzuführen.
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Als
Verdampfereinrichtung kann eine Heizeinrichtung verwendet werden,
welche eine gewisse flächige
Heizwirkung bzw. Erstreckung hat. Insbesondere kann sie sich nahezu
quer über
den Ansaugkanal erstrecken nach Art eines Gitters oder Rostes. So
ist ein genügend
großer
Durchlassquerschnitt gegeben für
Luft mit den zerstäubten
Wasserteilchen und gleichzeitig eine große Oberfläche der Heizeinrichtung zur
effizienten Verdampfung der Wasserteilchen. Bei den meisten Geräten wird
es als ausreichend angesehen, wenn eine einzige Verdampfereinrichtung
bzw. Heizeinrichtung in dem Ansaugbereich vorgesehen ist. Für Geräte mit besonders
erhöhtem
Dampfbedarf kann alternativ jedoch auch vorgesehen sein, mehrere
Heizeinrichtungen hintereinander vorzusehen. Sie können stufenweise
zuerst die Wasserteilchen verdampfen und diese dann in einem nachgeschalteten
Schritt noch einmal auf die gewünschte
Temperatur bringen. Wie zuvor erwähnt, können beispielsweise Rohrheizkörper odgl.
als Heizeinrichtung verwendet werden. Diese weisen neben ihres einfachen
und robusten Aufbaus den Vorteil auf, dass keine direkt stromführenden
Teile mit dem Wasserdampf in Verbindung kommen können und somit auch die Gefahr
elektrischer Kurzschlüsse bzw.
Schläge
vermieden wird.
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Als
Zerstäuber
bzw. Zerstäubereinrichtung kann
ein Ultraschall-Zerstäuber
vorgesehen sein. Dieser arbeitet relativ energieeffizient sowie
sehr leise. Ein Zerstäuber
kann allgemein in Piezo-Technik ausgeführt sein bzw. ein Piezo-Element
als Zerstäuber
aufweisen, welches sehr robust ist. So ist eine Zerstäubung besonders
gut möglich.
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Eine
Steuerung des Gerätes
kontrolliert und überwacht
sowohl den Verdampfungsvorgang als auch einen anschließenden bzw.
zugehörigen
Gar- oder Backvorgang odgl. im Falle eines Dampfgarers oder Dampfbackofens.
Sie kann des Weiteren dazu verwendet werden, sowohl die Dampfzufuhr
zu dem Garraum als auch eine mögliche
Dampfumwälzung zu
steuern. Hierfür
können
Lüfterklappen
an einer Luftzufuhr sowie an einem Luftausgang bzw. Wrasenabzug
vorgesehen sein, so dass sowohl Frischluftzufuhr möglich ist
als auch ein mehr oder weniger geschlossenes Umwälzen der heißen Luft
samt dem heißen
Dampf. Um Dampferzeugung und Dampftemperatur zu erfassen, können Temperatur-
und Feuchtesensoren vorgesehen sein. Diese können entweder in einem Garraum
vorgesehen sein oder in einer Dampfzufuhr zu dem Garraum, unter
Umständen
auch in dem Wrasenabzug. Der Wrasenkanal ist vorteilhaft ventilgesteuert
ausgebildet, sodass man die Möglichkeit
hat, das Klima im Garraum zu steuern. Durch gezieltes Ansaugen von
Frischluft und Öffnen
der Ventile kann der Garraum schnell abgekühlt werden. Der Wrasenkanal
kann in diesem Fall auch anders angeordnet sein als bei herkömmlichen Backöfen üblich.
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Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus
den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform der
Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne
Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im Folgenden näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
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1 einen
schematischen Seitenschnitt durch einen Dampfgarer mit einem Ansaugkanal,
in dem ein Wasserbehälter
als Wasservorrat samt Zerstäubereinrichtung
angeordnet ist,
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2 eine
Abwandlung der Anordnung des Wasserbehälters aus 1 mit
schwenkbarer Zerstäubereinrichtung
und
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3 eine
weitere Abwandlung mit fest in dem Wasserbehälter installierter Zerstäubereinrichtung
samt elektrischer Kontakte nach unten.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein Dampfgarer 11 dargestellt mit einem Gehäuse 12.
Der Dampfgarer 11 weist einen Garraum 13 auf,
in dem ein Gargutträger 14 samt aufgestelltem
Gargut 15 enthalten ist, beispielsweise einem Auflauf.
Dieses soll in dem Dampfgarer 11 zubereitet werden. Der
Zugang zu dem Garraum 13 erfolgt über eine Tür 16, in deren oberen
Bereich ein Wrasenabzug 17 vorgesehen ist. Beheizt wird
der Garraum 13 durch einen Oberhitze-Heizkörper 19a und
einen Unterhitze-Heizkörper 19b.
Gesteuert werden diese über
eine Steuerung 36 samt einer Bedieneinheit 37 entsprechend
gewünschten
bedienerseitigen Vorgaben, beispielsweise Temperatur, Wasserdampfzusammensetzung
und/oder Gardauer.
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Das
Gehäuse 12 weist
an seiner Rückseite einen
Zugang zu einem Ansaugkanal 21 auf, durch den Frischluft
in den Garraum 13 gebracht werden soll. Um diesen Ansaugkanal 21 verschließen zu können, ist
eine Klappe 22 vorgesehen. Diese kann entweder von Hand
oder bevorzugt von der Steuerung 36 beispielsweise elektromotorisch
geöffnet werden.
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In
seinem Verlauf zu der Rückseite
des Garraums
13 führt
der Ansaugkanal
21 relativ direkt nach der Klappe
22 an
einem Wasserbehälter
30 als
Wasservorrat vorbei. Der Wasserbehälter
30 enthält Wasser
31,
das von außen
entweder durch einen Bediener von Hand oder aber durch eine festinstallierte Wasserleitung
nachgefüllt
wird. In dem Wasserbehälter
30 ist
eine Zerstäubereinrichtung
mit dem Zerstäuber
32 angeordnet.
Der Zerstäuber
32 kann
in Piezo-Technik ausgeführt
sein, wie dies dem Fachmann auch beispielsweise in anderem Zusammenhang
aus der
DE 20213349 bekannt
ist, auf welche in diesem Zusammenhang explizit verwiesen wird.
Sollte der Wasserbehälter
30 entnehmbar
ausgebildet sein, so kann der Zerstäuber
32 beispielsweise
automatisch einfahrbar oder selbsttätig einklappbar ausgebildet
sein, so dass er stets von Wasser
31 umgeben ist bzw. darin
eingetaucht ist. Angesteuert wird der Zerstäuber
32 über die
Steuerung
36.
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Im
Betrieb des Zerstäubers 32 werden
Wasserteilchen 33 als sehr kleine Wassertröpfchen erzeugt,
und befinden sich somit in dem Ansaugkanal 21. Durch den
Lüfter 24 werden
die Wasserteilchen 33 angesaugt und in den Garraum 13 gebracht.
Dabei werden die Wasserteilchen 33 an der Lüfterheizung 25 in
Wasserdampf 34 verdampft sowie aufgeheizt. Auch der Betrieb
von Lüfter 24 und
Lüfterheizung 25 wird
durch die Steuerung 36 überwacht
bzw. gesteuert. Über
einen Temperatursensor 38 sowie einen Feuchtesensor 39 können die
Betriebsbedingungen im Garraum 13 überwacht werden zur Beeinflussung
durch die Steuerung 36.
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Über eine
weitere Innenklappe 27 kann in Zusammenwirken mit der Klappe 22 außen am Ansaugkanal 21 gesteuert
werden, ob entweder Frischluft mit eventuell einem bestimmten Wasserdampfanteil
zugeführt
werden soll oder aber bei geöffneter
Innenklappe 27 und geschlossener Außenklappe 22 die Luft
im Garraum 13 umgewälzt
werden kann. Dabei ist auch bei dem Umwälzbetrieb die Erzeugung von
zusätzlichem
Wasserdampf 34 möglich,
da auch hier die Luft durch den Ansaugkanal 21 an dem Wasserbehälter 30 vorbeigeführt wird.
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Der
große
Vorteil bei der dargestellten Art der Erzeugung des Wasserdampfes 34 liegt
darin, dass durch den Zerstäuber 32 zuerst
die feinen Wasserteilchen 33 erzeugt werden, welche dann
durch den Lüfter 24 zu
der Lüfterheizung 25 gebracht
und durch diese in Wasserdampf 34 umgewandelt werden. Somit
ist die Erzeugung von Wasserdampf sehr reaktionsschnell möglich, da über den
Zerstäuber 32 nur
so viel Wasser 31 zu Wasserteilchen 33 zerstäubt und
dann wiederum zu Wasserdampf 34 verdampft wird, wie für den Betrieb
des Dampfgarers 11 benötigt
wird, was von der Steuerung 36 berechnet wird. Ein vollständiges Erhitzen
des gesamten Wassers 31 im Wasserbehälter 30 ist somit
nicht notwendig. Des Weiteren werden derart feine Wasserteilchen 33 durch
das Zerstäuben
erzeugt, dass hier Kalkablagerungen oder Korrosion an der Lüfterheizung 25 sehr gering
bleiben. Die Heizkörper 19 können ebenso
wie die Lüfterheizung 25 als
sogenannte Rohrheizkörper ausgeführt sein.
Diese sind sehr robust und kostengünstig und auch nach außen elektrisch
isoliert im Vergleich zu offenen Heizdrähten.
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Die
Ausführung
des Zerstäubers 32 in
Piezo-Technik ermöglicht
es, auf im Einsatz bewährte und
robuste Bauteile zurückzugreifen.
Es können mehrere
Piezo-Elemente nebeneinander oder als Feld verteil vorgesehen sein
unter dem Wasserspiegel, die das über ihnen stehende Wasser zum Schwingen
bringen als eine Art Wassersäule.
Die Schwingungsfrequenz des Zerstäubers 32 bzw. von Piezo-Elementen
kann im Ultraschall-Bereich liegen, wodurch ein guter Wirkungsgrad
erreicht wird bei gleichzeitiger Vermeidung von Lärmbelästigung
odgl. für
Bedienpersonen.
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2 zeigt
einen grundsätzlich ähnlichen Wasserbehälter 30' als Wasservorrat.
Der Wasserbehälter 30' ist aus dem
Dampfgarer 11 bzw. dessen Gehäuse 12 entnehmbar,
vorteilhaft durch eine Klappe oder Öffnung, insbesondere ähnlich der
Klappe 22 gemäß 1.
In den Wasserbehälter 30' bzw. das darin
enthaltene Wasser 31 ragt ein Zerstäuber 32'. Er ist an einem Trägerarm 41' angeordnet.
Der Trägerarm 41' ist oberhalb
des Behälters 30' gelenkig an dem
Gehäuse 12 befestigt.
Somit kann, wie durch den linken gebogenen Pfeil dargestellt ist,
der Zerstäuber 32' zum Entnehmen
des Wasserbehälters 30' an dem Trägerarm 41' nach oben geschwenkt werden
in die gestrichelt dargestellte Position. In dieser Stellung ist
das Entnehmen des Wasserbehälters 30', insbesondere
zum Nachfüllen
von Wasser 31, problemlos möglich, wie durch den rechten
geraden Pfeil dargestellt ist. Die Schwenkrichtung ebenso wie die
genaue Ausbildung der Schwenkeinrichtung bzw. des Trägerarms
kann in weiten Grenzen variiert werden, was für den Fachmann keine Probleme
darstellt. Es könnten
auch andere Bewegungen ausser einem Schwenken vorgesehen sein, beispielsweise
ein translatorisches Verschieben odgl..
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Eine
weitere Alternative ist in 3 dargestellt.
Dort ist in dem Wasserbehälter 30'' an einem vom Boden hoch reichenden
Träger 41'' ein Zer stäuber 32'' angeordnet.
Die Anordnung ist fest bzw. starr dergestalt, dass der Zerstäuber 32'' samt Träger 41'' stets
in dem Behälter 30'' verbleibt. Auch hier kann eine
vorgenannte Klappe an dem Gehäuse
vorgesehen sein.
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In
dem Träger 41'' verlaufen zwei elektrische Verbindungen
zu an der Unterseite des Behälters 30'' angeordneten Kontakten 43.
Diese wirken zusammen mit Gegenkontakten 44 im Gehäuse 12 des Dampfgarers 11 derart,
dass beim ordnungsgemäßen Einsetzen
des Wasserbehälters 30'' die Kontakte 43 jeweils
an den Kontakten 44 anliegen. Somit ist die elektrische
Verbindung zu dem Zerstäuber 32'' hergestellt. Auch dies ist ein
leicht entnehmbarer Wasserbehälter 30'', der bei begrenztem Aufwand praxistauglich
ist. Bei der Entnahme des Wasserbehälters 30'' ist kein Verschwenken des Zerstäubers notwendig
wie bei 2.