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Die
Erfindung betrifft ein Gargerät, das einen mittels einer
Umluftheizung beheizbaren Garraum und eine an der Umluftheizung
angeordnete Zerstäubungseinrichtung zur Einbringung von
Wassernebel in den Garraum aufweist und ein Verfahren zum Befeuchten
eines Garraums.
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DE 103 47 614 A1 offenbart
ein Gargerät mit einem durch eine Tür verschließbaren
Innenraum, umfassend einen Garraum und einen von dem Garraum über
ein Luftleitglied mit zumindest einer Ansaugöffnung und
einer Ausblasöffnung getrennten Gebläseraum für
zumindest eine Gebläseeinrichtung, eine Heizeinrichtung
und eine Beschwadungseinrichtung, wobei die Beschwadungseinrichtung
zumindest eine Wasserzuführleitung und zumindest einen
Auslass aufweist, wobei die Wasserzuführleitung eine Umlenkeinrichtung
für darin geführtes Wasser umfasst, die mit ihrem
einen Ende mit der dem Luftleitglied gegenüberliegenden
Wand des Gebläseraums in Verbindung steht und an ihrem
anderen Ende den Auslass so positioniert, dass ein Sprühstrahl
des Auslasses direkt auf ein Lüfterrad der Gebläseeinrichtung
auftrifft.
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GB 2 146 222 A beschreibt,
dass bei einem bekannten Verfahren zum Backen, beispielsweise von
Brot, die Teigstücke einer Dampfatmosphäre, die mittels
Einleitens von Dampf aus einem Boiler in den Ofen erzeugt wird,
ausgesetzt werden, um ein Glasieren der Oberseite des Laibs zu bewirken,
ein Reißen der Oberseite des Laibs zu verringern und die Elastizität
des Laibs zu verringern. Um die Betriebskosten des Ofens zu verringern,
werden gemäß
GB 2 146 222 A Zerstäuber im Ofen
befestigt, und flüssiges Wasser wird den Zerstäubern
zugeführt, um eine Dampfatmosphäre im Ofen zu
erzeugen. Vorzugsweise sind die Zerstäuber von einer solchen
Art, die nicht nur mit flüssigem Wasser gespeist werden,
sondern auch mit komprimierter Luft, welche die Zerstäubung
des Wassers verursacht.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und zuverlässige
Möglichkeit zur Vernebelung eines Garraums bereitzustellen,
mittels der eine Verkalkung und eine thermische Belastung der Umluftheizung
minimiert wird.
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Diese
Aufgabe wird mittels eines Gargeräts und eines Verfahrens
nach dem jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen
Ansprüchen entnehmbar.
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Das
Gargerät weist einen mittels einer Heizung beheizbaren
Garraum, insbesondere Backofenrohr, auf. Der Garraum wird typischerweise
durch eine Muffel und eine Garraumtür begrenzt. Die Heizung
kann beispielsweise als Umluftheizung an einer Wand, insbesondere
Rückwand, der Muffel angeordnet sein und weist meist ein
Gebläse und einen um das Gebläse herum angeordneten
Ringheizkörper auf. Bei Betrieb der Umluftheizung wird
mittels des Gebläses Luft aus dem Garraum angesaugt, mittels des
Ringheizkörpers aufgeheizt und wieder in den Garraum eingeblasen.
Ferner ist eine an der Heizung angeordnete Zerstäubungseinrichtung
zur Befeuchtung des Garraums vorhanden. Die Zerstäubungseinrichtung
ist dazu eingerichtet, Wassernebel in mindestens einen Ausblasluftstrom
der Heizung zu sprühen, insbesondere in einen Bereich hinter
einem Gebläse und einem Heizkörper. Dadurch werden
weder das Gebläse noch der Heizkörper mit Wasser
besprüht, so dass sich auf ihrer Oberfläche keine
Mineralien (Kalk usw.) ablagern. Die Mineralien werden vielmehr
in heißer Luft gelöst und können sich
nicht so fest mit den Oberflächen des Gerätes
verbinden. Zudem sind die Mineralien aus den Muffelwänden vergleichsweise
einfach zu entfernen. Als weiterer Vorteil werden Wärmespannungen
vermieden, welche durch ein Abkühlen dieser Oberflächen
aufgrund einer ungleichmäßigen Benetzung mit Wasser
auftreten können und die ggf. zu einer Rissbildung führen können.
Als noch ein weiterer Vorteil ist die Zerstäubung mit einfacher
Technik und wenigen Bauteilen erreichbar.
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Die
Heizung kann vorteilhafterweise eine Umluftheizung sein. Diese ist
in den meisten Backöfen bereits vorhanden, so dass sich
eine Befeuchtung des Garraums mit einfachen Mitteln und ohne eine
aufwändige Anpassungsleistung erreichen lässt.
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Die
Zerstäubungseinrichtung kann an einer Ausblasöffnung
eines die Heizung aufnehmenden Gehäuses angeordnet sein.
Dadurch kann eine einfache und preiswerte Anbringung der Zerstäubereinheit
bei einem gleichzeitig geringen Bedarf an Bautiefe und besonders
frühzeitiger Vermischung des Wassernebels mit dem Ausblasluftstrom
erreicht werden.
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Grundsätzlich
ist die Art der Zerstäuberdüse nicht beschränkt
und kann beispielsweise Einstoff-Druckdüsen (wie Turbulenz-,
Flachstrahl-, Prall- und Hohlkegeldruckdüsen), Zweistoff-
oder pneumatische Düsen (wie Airbrush-Düsen) oder
mechanische Zerstäuber (wie Ultraschallvernebler) aufweisen.
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Es
kann vorteilhafterweise eine Zerstäuberdüse oder
es können mehrere Zerstäuberdüsen verwendet
werden. Bei Vorhandensein mehrerer Zerstäuberdüsen
können grundsätzlich mehrere separat versorgte
Zerstäuberdüsen verwendet werden. Die Zerstäubungseinrichtung
kann aber auch einen gemeinsamen Versorgungskanal (”Common
Rail”) für mehrere, insbesondere alle, Zerstäuberdüsen
aufweisen.
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Bei
Vorliegen mehrerer Zerstäuberdüsen können
diese vorteilhafterweise gemeinsam betätigt werden. Alternativ
oder zusätzlich können die Zerstäuberdüsen
oder Teilmengen der Zerstäuberdüsen individuell
angesteuert werden. Durch die individuelle Ansteuerung kann die
Einbringung des Wassernebels besonders fein dosiert werden, auch
kann eine räumlich variable Einbringung des Wassernebels durchgeführt
werden.
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Zur
räumlich gleichmäßigen Einsprühung oder
Einspritzung in einen Ausblasluftstrom insbesondere einer herkömmlichen
Umluftheizung mit runder Ausblasöffnung kann der Versorgungskanal
vorteilhafterweise zumindest abschnittsweise ringförmig ausgebildet
sein.
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Zur
effektiven Vermischung des Wassernebels mit dem Ausblasluftstrom
auf kurzer Strecke kann die zumindest eine Zerstäuberdüse
vorteilhafterweise so ausgerichtet sein, dass sie senkrecht zu einer
Strömungsrichtung des Ausblasluftstroms sprüht.
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Alternativ
oder zusätzlich kann die zumindest eine Zerstäuberdüse
auch so ausgerichtet sein, dass sie parallel zu einer Strömungsrichtung
des Ausblasluftstroms sprüht.
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Zur
einfachen und zuverlässigen Anpassung der Einbringung von
Wassernebel wird es bevorzugt, wenn das Gargerät eine Steuereinrichtung
aufweist, welche dazu eingerichtet ist, eine in den Ausblasluftstrom
gesprühte Menge des Wassernebels zu steuern. Das Steuern
kann beispielsweise eine kontinuierlich Besprühung oder
eine stoßweise Besprühung (”Dampfstoß”)
umfassen. Das Steuern kann bei stoßweiser Besprühung
eine Dauer eines Sprühstoßes und einen Abstand
zwischen Sprühstößen umfassen. Insbesondere
bei kontinuierlicher Besprühung kann es vorteilhaft sein,
wenn die Steuereinrichtung über eine Einstellung eines
Wasserdrucks das Sprühvolumen einstellen kann.
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Eine
vorbestimmte Beziehung zwischen Feuchtigkeit und Temperatur kann
vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, dass die in den Ausblasluftstrom
gesprühte Menge des Wassernebels abhängig von
einer Lufttemperatur im Mischbereich einstellbar ist. Unter einem
Mischbereich wird derjenige Bereich verstanden, in dem sich der
eingesprühte Wassernebel und der Ausblasluftstrom noch
signifikant vermischen. Der Mischbereich kann insbesondere einen Bereich
zwischen der Zerstäubungseinrichtung und einer Prallwand
beinhalten. Dann kann es bevorzugt sein, wenn eine Besprühung
erst erfolgt, wenn die Temperatur im Mischbereich größer
oder gleich 100°C, insbesondere größer
oder gleich 120°C, ist, weil so eine schnelle Verdampfung
des Wassernebels erreicht wird.
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Eine
vorbestimmte Beziehung zwischen Feuchtigkeit und Temperatur kann
auch vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, dass die in den
Ausblasluftstrom gesprühte Menge des Wassernebels abhängig
von einer Lufttemperatur im Garraum einstellbar ist. Dann kann es
bevorzugt sein, wenn eine Besprühung erst erfolgt wenn
die Temperatur im Garraum größer oder gleich 100°C,
insbesondere größer oder gleich 120°C,
ist.
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Eine
konstante Feuchtigkeit im Garraum kann vorteilhaft erreicht werden,
wenn die in den Ausblasluftstrom gesprühte Menge des Wassernebels
abhängig von einer erforderlichen Luftfeuchtigkeit einstellbar
ist.
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Vorteilhafterweise
kann die Zerstäubungseinrichtung dazu eingerichtet sein,
Wassernebel in mindestens einen Ausblasluftstrom von mehreren Ausblasluftströmen
der Heizung zu sprühen. Die Heizung kann dazu mehrere Ausblasöffnungen,
z. B. Ausblasdüsen, aufweisen. Dann kann insbesondere zur
gleichmäßigen Vernebelung Wassernebel in alle Ausblasluftströme
gesprüht werden, oder es kann zur gerichteten Vernebelung
wahlweise Wassernebel in ein oder mehrere ausgewählte Ausblasluftströme gesprüht
werden.
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Das
Gargerät kann beispielsweise als ein Herd oder als ein
Backofen ausgeführt sein.
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Das
Verfahren dient zum Befeuchten eines Garraums wobei Wassernebel
in mindestens einen Ausblasluftstrom einer Heizung, insbesondere
Umluftheizung, gesprüht wird.
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In
den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit
gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen
versehen sein.
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1 zeigt
in Vorderansicht einen geöffneten Backofen;
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2 zeigt
in Schrägansicht einen Umluftheizungstopf eines Backofens
mit einer erfindungsgemäßen Zerstäubungseinrichtung;
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3 zeigt
die Zerstäubungseinrichtung aus 2 von vorne;
und
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4 zeigt
eine weitere Zerstäubungseinrichtung von vorne.
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1 zeigt
in Vorderansicht einen Backofen 1 mit Sicht in einen geöffneten
Garraum (Backrohr) 2. Eine Backofentür zum Verschließen
des Garraums 2 ist zur besseren Übersichtlichkeit
nicht eingezeichnet. Der geöffnete Garraum 2 wird
durch eine Muffelseitenwand 3 und eine Muffelrückwand 4 begrenzt.
In der Muffelrückwand 4 ist eine Umluftheizung 5 angeordnet,
welche in einem topfähnlichen Gehäuse 6 ein Radialgebläse 7 und
einen das Gebläse 7 umgebenden Ringheizkörper 8 enthält.
Zur Darstellung der Umluftheizung 5 ist eine üblicherweise
die Umluftheizung 5 frontal abdeckende Prallwand nicht
eingezeichnet. Im Umluftbetrieb saugt das Gebläse 7 Luft aus
dem dann geschlossenen Garraum 2 an und führt
die angesaugte Luft an dem heißen Ringheizkörper 8 vorbei
wieder in den Garraum 2 zurück. Dadurch kann der
Garraum 2 gleichmäßig erhitzt werden.
Der zugehörige Ausblasluftstrom kann zumindest teilweise
durch die Prallwand gelenkt werden. Der Betrieb des Backofens 1 wird über
eine Steuereinrichtung 9 gesteuert oder geregelt, welche
ihre Vorgaben von einer Bedienblende 10 erhält.
Zur Regelung einer Garraumtemperatur ist im oder am Garraum 2 ein
mit der Steuereinrichtung 9 verbundener Temperatursensor 11 angeordnet.
Ein so ausgestatteter Backofen 1 ist gut bekannt.
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2 zeigt
die Umluftheizung 5 in höherer Genauigkeit. Im
topfähnlichen Gehäuse 6 ist das Gebläse 7 angeordnet,
und randseitig vom Gebläse 7 der Ringheizkörper 8 mit
zwei Heizwindungen. Beim Betrieb des Gebläses 7 wird
ein durch den Pfeil angedeuteter Ausblasluftstrom S erzeugt, welcher
Luft durch eine Ausblasöffnung 12 des Gehäuses 6 in
den in 1 gezeigten Garraum 2 bläst,
ggf. umgelenkt durch die Prallwand.
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Zur
Erhöhung der Feuchtigkeit im Garraum 2 ist am
Rand der Ausblasöffnung 12 eine Zerstäubungseinrichtung 13 vorhanden.
Die Zerstäubungseinrichtung 13 weist einen ringförmigen,
um den Rand der Ausblasöffnung 12 laufenden Versorgungskanal 14 auf,
welcher druckbeaufschlagtes Wasser führt. Der Versorgungskanal 14 wird über
eine druckbeaufschlagte Wasserzuleitung 15 mit Wasser versorgt,
wobei zur Druckerzeugung eine mit der Wasserzuleitung 12 verbundene
Pumpe 16 vorhanden ist. Die Pumpe 16 kann direkt
mit einer Frischwasserzufuhr verbunden sein oder mit einem Vorratsbehälter
verbunden sein. Die Pumpe 16 wird mittels der Steuereinrichtung 9 gesteuert,
z. B. bezüglich des zu erzeugenden Wasserdrucks. Zur schnelleren
und präziseren Wasserzufuhr zum Versorgungskanal 14 ist
zwischen der Pumpe 16 und dem Versorgungskanal 14 ein
optionales Absperrventil 17 zwischengeschaltet, dessen
wahlweises Öffnen und Schließen ebenfalls mittels
der Steuereinrichtung 9 steuerbar ist. Zur Dämpfung
von Druckschwankungen kann im druckbeaufschlagten Teil der Wasserzuleitung 15 ein Druckbehälter 18 vorhanden
sein.
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Die
Steuereinrichtung 9 ist somit dazu eingerichtet, eine in
den Ausblasluftstrom S gesprühte Menge des Wassernebels
zu steuern, als auch ein Sprühprofil. Die Steuerung kann
beispielsweise in einer Einstellung eines zeitlichen Abstands zwischen zwei Öffnungsphasen
und/oder der Zeitdauer der Öffnungsphasen der Zerstäuberdüsen 19 liegen.
Die Steuereinrichtung 9 kann zur Steuerung der Einsprühung
mit dem Temperatursensor 11 verbunden sein; die Steuereinrichtung 9 kann
die Zerstäubung dann anhand einer Garraumtemperatur einstellen.
Eine zweite Eingangsgröße kann eine gemessene
Luftfeuchtigkeit sein, die beispielsweise mittels eines Feuchtesensors 20 im
Mischbereich von Wassernebel und Ausblasluftstrom S oder im Garraum 2 gemessen
werden kann. Die Steuereinrichtung 9 kann dann durch Betätigung
der Zerstäubungseinrichtung 13 die Luftfeuchtigkeit
auf eine gewünschte Soll-Luftfeuchtigkeit einregeln.
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Die
Zerstäubungseinrichtung 13 weist zur Zerstäubung
am Innenrand des Versorgungskanals 14 äquidistant
angebrachte Zerstäuberdüsen 19 auf, die
einen Wassernebel W in den Ausblasluftstrom S der Umluftheizung 5 sprühen.
Dazu sind die Zerstäuberdüsen 19 senkrecht
zur Strömungsrichtung des Ausblasluftstroms S nach Innen
gerichtet. Eine Hauptsprührichtung der Zerstäuberdüsen 19 steht somit
senkrecht zur Strömungsrichtung des Ausblasluftstroms S,
welche hier der y-Richtung entspricht. Beim Betrieb der Zerstäubungseinrichtung 13 zusammen
mit einem Betrieb der Umluftheizung 5 wird hinter dem Gebläse 7 und
dem Ringheizkörper 8 mittels der Zerstäuberdüsen 19 der
Wassernebel W in den heißen Ausblasluftstrom S gesprüht.
Dadurch wird die Feuchtigkeit im Ausblasluftstrom S erhöht, während
die Temperatur durch aufgenommene Verdunstungswärme gesenkt
wird. Dieser feuchte Luftstrom wird in den Garraum 2 eingeblasen
und sehr gleichmäßig verteilt. Da das Wasser nicht
auf das Gebläse 7 oder den Ringheizkörper 8 gelangt,
verkalken diese nicht. Schlimmstenfalls lagert sich ein wenig Kalk
an der Muffelwand oder an Backofeneinschüben ab, von wo
er aber leicht zu entfernen ist. Zudem werden das Gebläse 7 und
der Ringheizkörper 8 nicht durch eine lokale Abkühlung
der Oberfläche mechanisch belastet. Auch braucht die Umluftheizung 5 als
solche nicht oder nur geringfügig verändert zu
werden, was eine einfache und preisgünstige Möglichkeit
zur Vernebelung ergibt.
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3 zeigt
die Zerstäubungseinrichtung 10 aus 2 von
vorne. Die Zerstäuberdüsen 19 sprühen
jeweils einen Wassernebel W im Wesentlichen senkrecht (innerhalb
der x,z-Ebene gerichtet) zum Ausblasstrom S (parallel zur y-Achse)
in diesen ein.
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4 zeigt
eine weitere Zerstäubungseinrichtung 21, bei der
nun zwei gekreuzte Streben 22 im Ausblasstrom S angeordnet
sind, welche mit dem Versorgungskanal 14 verbunden sind.
Jede der Streben 21 weist an ihrer strömungsabgewandten
Seite Zerstäuberdüsen 23 auf, die in
Richtung des Ausblasluftstroms S zeigen und somit im Wesentlichen zu
einer Strömungsrichtung des Ausblasluftstroms S sprühen.
Der eingesprühte Nebel wird mit dem Ausblasluftstrom S
mitgerissen und im Garraum 2 verteilt.
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Selbstverständlich
ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
So kann Wasser grundsätzlich unter einem beliebigen Winkel
in den Ausblasluftstrom S eingesprüht werden. Auch brauchen
die Zerstäuberdüsen nicht mittels eines gemeinsamen
Versorgungskanals (”common rail”) versorgt zu
werden; es sind auch einzeln versorgbare Zerstäuberdüsen
einsetzbar, z. B. als Pumpe-Düse-Einspritzdüse.
Die Zerstäuberdüsen können z. B. mechanisch
und/oder hydraulisch angetrieben werden. Die Zerstäuberdüsen können
auch innerhalb des Gehäuses der Umluftheizung hinter dem
Radialgebläse und dem Ringheizkörper angeordnet
sein, oder auch von der Umluftheizung beabstandet.
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- 1
- Backofen
- 2
- Garraum
- 3
- Muffelseitenwand
- 4
- Muffelrückwand
- 5
- Umluftheizung
- 6
- Gehäuse
- 7
- Gebläse
- 8
- Ringheizkörper
- 9
- Steuereinrichtung
- 10
- Bedienblende
- 11
- Temperatursensor
- 12
- Ausblasöffnung
des Gehäuses
- 13
- Zerstäubungseinrichtung
- 14
- Versorgungskanal
- 15
- Wasserzuleitung
- 16
- Pumpe
- 17
- Absperrventil
- 18
- Druckbehälter
- 19
- Zerstäuberdüse
- 20
- Feuchtesensor
- 21
- Zerstäubungseinrichtung
- 22
- Streben
- 23
- Zerstäuberdüse
- S
- Ausblasluftstrom
- W
- Wassernebel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10347614
A1 [0002]
- - GB 2146222 A [0003, 0003]