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Vorrichtung zur Erhitzung von Getränken oder sonstigen Flüssigkeiten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhitzung von Getränken oder sonstigen
Flüssigkeiten durch unmittelbare Einführung von Wasserdampf in die Flüssigkeit mittels
einer in die Flüssigkeit eintauchenden Dampfdüse, welche an einen Dampferzeuger
angeschlossen wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung dieser
Art an Kaffeemaschinen, Teezubereitungsmaschinen oder ähnlichen Geräten, die einen
Dampfkessel oder einen sonstigen Dampferzeuger haben und mit einer zusätzlichen
Einrichtung zur Dampfentnahme versehen sind.
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Die Verwendung von Dampf bietet den Vorteil einer sehr raschen Erhitzung
von Getränken wie Kaffee, Tee, Milch, Kakao od. dgl. oder auch von Suppen und sonstigen
Speisen und Flüssigkeiten. Hierbei ist kein besonderes Kochgeschirr erforderlich,
da die Erhitzung unmittelbar in dem zum Servieren bestimmten Geschirr, z. B. in
einer Tasse, in einem Trinkglas, in einem Teller usw., vorgenommen werden kann,
so daß auch das Umschütten der erhitzten Flüssigkeit aus dem Kochgeschirr in das
Serviergeschirr in Fortfall kommt. Wegen dieser Vorzüge haben derartige Dampfdüsen
zur direkten Erhitzung von Getränken und sonstigen Flüssigkeiten mittels Dampf in
der gesamten Gastronomie Eingang gefunden und werden praktisch überall verwendet,
wo Dampferzeuger, insbesondere Kaffeemaschinen od. dgl. mit Dampfkesseln vorhanden
sind.
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Die bisher bekannten Dampfdüsen haben meist den Nachteil, daß während
des Erhitzungsvorganges durch den austretenden Dampf ein starkes Geräusch verursacht
wird, welche:: überaus unangenehm empfunden wird und besonders bei höheren Betriebsdrücken
des Dampferzeugers eine erhebliche Belästigung des Publikums und des Personals darstellt
Uni diese starke, durch plötzliche Kondensation des Dsmpfes hervorgerufene Geräuschbildung
zu mildern, hat man bereits eine Da;iipfdüse vorgeschlagen, bei welcher der Dampf
nach Durchströmen von Umwegen ir#. einen nach Art einer Tauchlocke wirk-.;aalen
Hohikörpcr eintritt. dessen unterer Teil durch eine öffnung mit der um(Ycbenden
Flüssigkeit verbunden ist. Diese bL-kannten Dampfdüsen bieten jedoch dern «u,st:-örncnden
Dampf einen erheblichen Strömungswiderstand, so daß das freie Ausströmen des Dampfes
bei schwächerem Dampfdruck behindert und die Erhitzung verz;igert werden kann.
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Durch die Erfindung wird bezweckt, eine Vorrichtung zur Erhitzung
von Getränken oder sonstigen Flüssigkeiten mit einer Dampfdüse zu schaffen, bei
deren Gebrauch die Geräuschbildung praktisch fast volh;tändig beseitigt wird. ohne
daß das freie Au,-strömen des Dampfes behindert wird, so daß die gewünschte Erhitzung
sehr rasch herbeigeführt wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß die in den Hohlraum der unten offenen
Tauchglocke mündende Dampfdüse als Drallerzeuger ausgebildet ist, welcher den aus
der Dampfdüse austretenden und in den Hohlraum der Tauchglocke bzw. in die zu erhitzende
Flüssigkeit eintretenden Dampf in eine im wesentlichen uni die Düsenachse verlaufende
Rotationsbewegung versetzt. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Ausbildung der
Dampfdüse die sonst auftretenden Geräusche bei der Erhitzung der Getränke oder sonstigen
Flüssigkeiten auf ein Minimum reduziert werden. Trotzdem vermischt sich der Dampf
infolge seiner Rotationsbewegung sehr rasch mit der Flüssigkeit und bewirkt eine
schnelle Erhitzung derselben, was für den praktischen Gebrauch einer solchen Vorrichtung
sehr wesentlich ist.
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Der Drallerzeuger kann praktisch auf verschiedene Weise ausgebildet
werden. Vorzugsweise besteht der Drallerzeuger gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform
der Erfindung aus einem schraubenförmig um die Düsenachse verlaufenden Dampfkanal,
der z. B. durch ein Schraubengewinde gebildet #zein kann. welches entweder als Außengewinde
auf einem in einer Düsenhülse angeordneten Einsatz oder als lii;ienge%.vinde in
der mit einem Einsatz versehenen Düsenhülse. angebracht werden kann. Die Hülsenwandung
kann hierbei zwecks Bildung der Tauchgiocke über den Einsatz nach unten vorspringen,
so daß der rotierende Dampf mindestens teilweise beroits hinerhalb der Tauchglocke
mit der zu erhitzenden Flüssigkeit in Berührung kommt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
der Durchtrittsquerschnitt des drallerzeugenden Dampfkanals oder Gewindeganges mindeswns
über
einen Teil seiner Länge kleiner als der Durchtrittsquerschnitt des Dampfzuführungsrohres.
Die dadurch vor dem Drallerzeuger hervorgerufene geringe Dampfstauung bewirkt eine
Selbstreinigung der Dampfdüse.
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Schließlich kann es zweckmäßig sein, den Abstand zwischen der Düsenhülse
und dem Einsatz nach dem Austrittsende des Drallerzeugers hin größer als nach dem
Eintrittsende desselben hin zu machen. Dies kann durch einfaches Absetzen der Hülse
bzw. des Gewiadedurchnlessers geschehen. Dadurch wird erreicht, daß der Dampf in
dem Drallerzeuger zunächst nur in einer Schraubenbahn und nach dem Austritt hin
wenigstens teilweise in einem nach dem Vorraum der Düsenhülse hin offenen Ringraum
geführt wird, so daß er als rotierender Hohlzylinder in den Hohlraum der Tauchglocke
eintritt und in die zu erhitzende Flüssigkeit eindringt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsformen beispielsweise
veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt teils im Schnitt, teils in Seitenansicht eine in eine
Tasse eintauchende Dampfdüse gemäß der Erfindung mit Zuführungsrohr und Ventil.
während Fig. 2 im" Schnitt eine abgeänderte Ausführungsfarin der Dampfdüse mit abgebrochenem
DampfzuführungSrohr darstellt.
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Gemäß dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel gelangt
der z. B. aus dem Dampfkessel einer Kaffeemaschine abgezapfte Dampf durch ein Rohr
1 über ein Ventil 2 unter entsprechendem Druck in ein zu der Dampfdüse führendes
Dampfzuführung%rohr 3. Das Ende des Rohres 3 trägt ein Anschlußstück 4, auf welches
die Dampfdüse aufge-!ichraubt werden kann. Die Dampfdüse besteht aus einer einerseits
mit Gewinde zum Aufschrauben auf das Anschlußstück 4 versehenen und andererseits
offenen, im wesentlichen zylindrischen Düsenhülse 5, weiche auch die Mittel 'zur
Drallerzeugung enthält. Diese Mittel werden gemäß Fig. l der Zeichnung von einem
in den hinteren Teil der Hülse 5 eingepreßten, mit Außengewinde versehenen Einsatz
f> gebildet. Zwischen der Mündung des Anschlußstückes 4 und dc!n Eintrittsende des
Einsatzes 6 befindet sich ein kleiner Raum 7, welcher am Umfang des Einsatzes 6
in den schraubenförmigen Dampfkanal 8 übergeht.
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Der Einsatz 6 endet in einem gewissen Abstand von der unteren Öffnung
der Düsenhülse 5. so daß die über den Einsatz 6 nach unten vorstehende Zylinderwandung
der Hülse 5 die Seitenwandung einer Tuchglocke 14 bildet, welche einen irn wesentlichen
freien. unten offenen Vorraum 13 umgibt, der den Hohlraum der Tauchglocke 14 darstellt.
Die Innenwandung der Hülse 5 ist ungefähr in der Mitte des Einsatzes 6 bei 15 abgesetzt,
so daß der hintere Teil der inneren Hülsenwandung das Außengewinde des Einsatzes
6 dicht urnschließt_ während der vordere 'feil der Hülseninnenwandung einen größeren
Innendurchmesser aufweist, so daß zwischen dem äußeren Gewindeumfang und der Innenwandung
der Hülse ein zusätzlicher Ringspalt gebildet wird.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist im
wesentlichen wie fo!gtzu erklären: Nach dem Öffnen des Ventils 2 strömt der unter
Druck stehende Dampf durch das Rohr 3 und das Anschlußstück 4 in den Eintrittsraum
7 der Düsenhülse 5 und von dort durch den schraubenförmigen Gewindegang 8 in den
unten offenen Hohlraum 13 der Tauchglocke 14. Das Schraubengewinde des Einsatzas
6 bewirkt, daß der Dampf in eine kräftige rotierende Bewegung versetzt wird. R4it
diesem Drall trifft der Dampf auf die Flii@:"igkeit auf, welche sich in einem Gefäß,
z. B. in einer Tasse 1.6, befindet, in die die Vorrichtung mindestens teilweise
eingetaucht wird. Die Rotationsbj-;v:cgting des Dampfes überirägt sich auf die in
der "fasse befindliche Flüssigkeit. welche teilweise von unten her auch in den Hohlraum
13 der Tauchglocke 14 eindringen kann. Unmittelbar unter der Vorrichtung bzw. teilweise
noch innerhalb des Hohlraumes 13 der Tauchglocke 14 bildet sich eine z. B. trichterförmige,
rotierende Flüssigkeitssäule, die durch den dauernd vorbeistreichenden Dampf innerhalb
kürzo;ter Zeit eine höhere Temperatur als die übrige in der Tasse befindliche Flüssigkeit
annehmen kann. Diese höhere Temperatur an der Stelle und in der Nähe des Dampfaustrittes
und der Obergang des schraubenförmig rotierenden Dampfes in die Flüssigkeit innerhalb
des Hohlraumes 13 der Tauchglocke 14 bewirken überraschenderweise eine so starke
Unterdrückung der Geräuschbildung. daß störende Geräusche praktisch kaum mehr auftreten
oder jedenfalls ganz erheblich gemildert werden. Der erzielte Effekt läßt sich damit
erklären, daß durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung ein plötzliches, schlagartiges
Kondensieren des Dampfes verhindert wird. Dadurch wird das Temperaturgefälle zwischen
dem Dampf und der zu erhitzenden Flüssigkeit verringert, und der Wärmeübergang wird
langsamer und gleichmäßiger.
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Da der Durchgangsquerschnitt in dem schraubenförmigen Dampfkanal 8
kleiner ist als der Durchtrittsquerschnitt des Dampfzuführungsrohres 3, staut sich
der Dampf in dem Rohr 3 und in dem kleinen Raum 7 vor dem Einsatzkörper 6. Diese
Ausbildung der Querschnitte ergibt den Vorteil, daß die Dampfdüse mit dem Drallerzcuger
innen nicht mehr verschmutzt und deshalb innen auch nicht mehr gereinigt zu werden
braucht. Nach dem Schließen des Ventils 2 strömt infolge des Dampfstaues aus der
Düse noch während einiger Sekunden Dampf aus, der ein Festsetzen von Rückständen
des Getränkes oder der sonstigen Flüssigkeiten nach Beendigung der Erhitzung verhindert.
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Die im wesentlichen zylindrische ennenwandung der Düsenhülse 5 ist
etwa in der Mitte des Einsatzes 6 an der Stelle 15 derart abgesetzt, daß der äußere
Teil der Hülseninnenwandung einen etwas größeren Innendurchmesser als der innere
Teil der Hülseninnenwandung hat. in den engeren Teil der Hülse 5 ist der Einsatz
6 mit seinem Außengewinde cingepreßt. Der Dampf kann dann in dem engeren Abschnitt
der Hülse 5 nur durch den Gewindegang 8 strömen. während er nach Passieren des Absatzes
15 am Umfang zum Teil in einem Ringraum geführt ist. infolgedessen tritt der Dampf
aus dein Zwischenraum zwischen dem Einsatz 6 und der Hülse 5 in Form einer rotierenden
Hühe aus und trifft in dieser Gestalt teilweise noch innerhalb des Hohlraumes 13
auf die Oberfläche der zu erhitzenden Flüssigkeit. Der Wärmeübergang wird dadurch
besonders ruhig und gleichmäßig.
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in Fig.2 der Zeichnung ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Hierbei hat die unten offene und oben mit Gewinde zum Anschluß an den
Nippel 4 versehene Düsenhülse 9 ein Innengewinde mit einem Gewindegang 10, durch
den der
Dampf in eine schraubenförmig rotierende Bewegung versetzt
wird. Der Innendurchmesser des Innengewindes ist etwa in der Mitte der Gewindelänge
mit einem Absatz 15' versehen, so daß dieser Durchmesser nach dem Hohlraum 13 des
die Tauchglocke 14 bildenden unteren Hülsenteils hin größer ist als nach dem inneren
Hülsenraum 7 hin. In den engeren Teil des Hülseninnengewindes ist ein zylindrischer
Einsatz 11 eingepreßt. Die Außenwandung des Einsatzes 11 legt sich also in dem engeren
Teil der Hülse dicht an das Innengewinde an, während in dem weiteren Teil des Gewindeabschnittes
der Hülse zwischen dem Gewinde und dem Einsatz 11 ein zusätzlicher Ringspalt 12
gebildet wird. Dadurch kann auch bei dieser Ausführungsform der aus dem Drallerzeuger
kommende Dampf gewissermaßen in Form eines rotierenden Zylindermantels oder eines
rotierenden Ringes aus dem Ringraum 12 in den Hohlraum 13 eintreten und mit der
Flüssigkeit in Berührung kommen.
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An Stelle des abgesetzten Innendurchmessers des Hülseninnengewindes
kann letzteres auch mit gleichbleibendem Innendurchmesser ausgeführt werden, während
der eingepreßte Einsatz 11 nach dem Hohlraum 13 hin einen kleineren Durchmesser
erhält, um den gewünschten freien Ringspalt 12 zu bilden.
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Im übrigen beschränkt sich auch sonst die Erfindung keineswegs auf
die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen,
sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen des Erfindungsgedankens.