DE1252629B

DE1252629B - Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem dampfbeheizten Waermebehandlungsapparat und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1252629B
Application number: DE1966A0052000
Authority: DE
Inventors: Nils Arne Fahlvik
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1965-04-09
Filing date: 1966-03-30
Publication date: 1967-10-26
Also published as: SE318980B; NO122448B; NL6604724A; GB1142650A; FI44835B; FI44835C; CH453617A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUS

GESCHRIFT 1252629

f-j

Int. CL: BOIb

AO 9

Deutsche KL: 12 a-2

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1252629
A52000IVc/12a
30. März 1966
26. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem dampfbeheizten Apparat zur Wärmebehandlung von Gut, insbesondere einem Kochapparat, mit Dampfzufuhr zu einem Dampfraum und Umwälzung des im Dampfraum enthaltenen Dampf-Luft-Gemisches in einem außerhalb des Dampfraums zum Teil über die Dampfzuleitung geschlossenen Kreislauf.

Bei solchen Apparaten muß zur Deckung des Wärmebedarfs ständig Frischdampf zugeführt werden. Um eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung an allen Stellen des Apparates zu erhalten, ist es ferner erforderlich, das im Dampfraum enthaltene Dampf-Luft-Gemisch in ständiger Bewegung zu halten.

Ein bekannter Apparat der eingangs genannten Art mit einem gesonderten, den Behandlungsraum umgebenden Dampfraum verwendet hierzu einen in der Zufuhrleitung für den Frischdampf angeordneten Ejektor, mit welchem das im Dampfraum enthaltene Dampf-Luft-Gemisch angesaugt und in einen äußeren Umlauf durch die Ansaugleitung, den Ejektor und den anschließenden Teil der Dampfzuleitung gebracht wird. Die zum Betrieb des Ejektors erforderliche Dampfmenge ist jedoch in vielen Fällen, insbesondere dann, wenn die Behandlungstemperatur unter dem Siedepunkt des im Behandlungsgut enthaltenen Wassers gehalten werden soll, zu groß. Bei dem bekannten Apparat durchströmt deshalb das aus dem Ejektor austretende Dampf-Luft-Gemisch vor seinem Eintritt in den Apparat zunächst einen mit Wasser betriebenen Kühler, wo ein Teil des Dampfes zu Kondensat niedergeschlagen und anschließend abgeleitet wird.

Bei dem bekannten Apparat läßt sich die Temperatur im Dampfraum leicht durch temperaturabhängige Steuerung der Kühlwassermenge regeln. Nachteilig ist jedoch der hohe Energieverlust durch die Kondensierung eines Teils des Dampfes im Kühler. Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil dadurch, daß in die Dampfzuleitung außer Dampf Druckluft eingeführt wird und dem Apparat nur so viel Frischdampf zugeführt wird, daß der Wärmebedarf im Dampfraum gerade gedeckt ist.

Durch die Erfindung kann die früher erforderliche Wasserkühlung entfallen, da kein Überschuß an Dampf zugeführt wird, sondern nur die zur Deckung des Wärmeverbrauchs im Apparat gerade erforderliche Dampfmenge. Dies hat geringe Wärmeverluste und einen hohen Wirkungsgrad zur Folge.

Auch gestattet die Erfindung die Behandlung des Gutes unmittelbar in dem Dampfraum unter Auf-

Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem dampfbeheizten Wärmebehandlungsapparat und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Anmelder:

Aktiebolaget Electron«, Stockholm

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Jourdan

und Dipl.-Ing. W. Beyer, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Freiherr-vom-Stein-Str. 18

Als Erfinder benannt:

Nils Arne Fahlvik, Geringe (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 9. April 1965 (4697)

rechterhaltung eines geringen Überdruckes durch die Druckluftzufuhr. Dies war bisher nicht ohne weiteres möglich. Der beim Arbeiten mit Temperaturen unter dem Siedepunkt von Wasser kondensierende Dampf erzeugte im Dampf raum des vorbekannten Apparates einen ständigen Unterdruck, zu dessen Verringerung sogar Luft aus der Atmosphäre vom Ejektor über ein entsprechendes Ventil angesaugt werden mußte: Die-

.· ser Unterdruck verhinderte in vielen Fällen die Verwendung des Dampfraumes selbst als Behandlungsraum. Beim Kochen beispielsweise mancher Fleischwaren entsteht nämlich durch die Erwärmung innerer Überdruck, der bei Kochräumen mit Unterdruck die Außenhaut der Ware sprengen kann. Der durch die erfindungsgemäße Einleitung von Druckluft in den Apparat entstehende Überdruck beseitigt in großem Maß diese Gefahr.

Bei dem vorbekannten Apparat arbeitet das die Kühlwassermenge beeinflussende Regelsystem mit Hilfe elektrisch gesteuerter Ventile. Bei der insbesondere in Fleischwaren- und Konservenfabriken üblichen Reinigung der Betriebsräume und Apparate durch Abspritzen mit Druckwasser ist das Eindringen von Feuchtigkeit in die elektrischen Armaturen trotz Kapselung und vorgeschriebener Schutzeinrichtungen nicht zu vermeiden. Die hierdurch bedingten Schaden setzen die Lebensdauer der elektrischen Anlagen-.

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teile herab und bedrohen ständig ihre Betriebsbereitschaft. Auch bier schafft die Erfindung ohne Mehraufwand die Voraussetzungen für eine wirksame Abhilfe, die in weiterer Ausbildung der Erfindung darin besteht, daß zur Betätigung der die Dampfzugabe steuernden Ventileinrichtungen ebenfalls Druckluft verwendet wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher in an sich bekannter Weise eine an entgegengesetzten Stellen des Dampfraumes angeschlossene Umlaufleitung vorgesehen ist, in welche Frischdampf einführbar ist, und welche einen Ejektor zur Erzwingung des Umlaufs für das in der Vorrichtung enthaltene Dampf-Luft-Gemisch aufweist, ist nach einem besonderen Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung derart beschaffen, daß die Druckseite des Ejektors mit einer Zufuhrleitung für Druckluft in Verbindung steht. Die Zufuhrleitung für den Frischdampf weist zweckmäßig ein durch einen Thermostaten beeinflußbares Ventil auf, dessen Fühlkörper der Temperatur des den Behandlungsraum durchströmenden Dampf-Luft-Gemisches ausgesetzt ist. Vorzugsweise ist dieses Ventil in der Zufuhrleitung für den Frischdampf ein durch Druckluft zu betätigendes Membranventil.

Nach einem anderen Ausbildungsmerkmal der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Zufuhrleitung für die Druckluft ein Hauptventil, eine Leitung zu dem Ejektor in der Umlaufleitung und ein Druckminderventil auf und verzweigt sich zum Membranventil und dem thermostatisch gesteuerten Ventil hin. Die Zufuhrleitung für den Frischdampf kann dabei ebenfalls ein Hauptventil aufweisen, das mit dem Hauptventil in der Zufuhrleitung für Druckluft zur gemeinsamen Betätigung mechanisch verbunden ist.

Nach einem anderen Ausbildungsmerkmal des erfindungsgemäßen Apparates endet die Umlaufleitung im Dampfraum in einem Verteiler. Dies begünstigt die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung im Dampfraum und vermindert die durch den Austritt von Dampf und Druckluft in den Dampfraum bedingte Geräuschbildung.

Um schließlich die Ansammlung von Kondenswasser im Dampfraum zu vermeiden, ist der Dampfraum zweckmäßig mit einem Auslaß mit Kondenswasserableiter und Rückschlagventil versehen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Leitungsplan mit Regelgliedern bei einem dampferhitzten Apparat mit einem Dampfraum 10, der vorzugsweise zugleich Kochraum ist. Er kann jedoch auch in bekannter Weise einen Mantel um den Kochraum, in welchem die Behandlung erfolgt, bilden. Der Apparat ist an eine Dampfzufuhrleitung 11 mit einem Absperrventil 12 angeschlossen. Weiterhin ist der Apparat an eine Zufuhrleitung 13 für Druckluft angeschlossen, die ein Absperrventil 14 enthält. Die beiden Ventile 12 und 14 können mechanisch verbunden sein, so daß mit einem Handgriff gleichzeitig beide Ventile geöffnet oder geschlossen werden können.

In der Dampfleitung 11 ist weiterhin ein fernbetätigbares Ventil 15 zur Regelung der Durchströmmenge des Dampfes vorgesehen, der anschließend in ein Zuleitungsrohr 16 geleitet wird, welches durch einen rohrförmigen Verteiler 17 in den unteren Teil des Dampfraumes 10 geführt ist, wo der Verteiler 17 einen sogenannten geräuschlosen Kocher bildet.
Die Zufuhrleitung 13 für die Druckluft verzweigt sich hinter dem Absperrventil 14 in zwei Teile 18 und 26, von denen der erste Teil J8 iibe*»e in Druckminderventil 19 zu einer Zweigstelle 10 jfihrt, von welcher die Druckluft teils durch eine'triftig 21 zur

ίο Betätigungsseite des ferngesteuerte*.. ,Vjiefils 15 und teils durch eine Leitung 22 zu einem thermostatisch gesteuerten Ausblasventil 23 geleitet wird, dessen Thermostat durch eine Impulsleitung 24 mit einem Fühlkörper 25 in Verbindung steht, der im gezeichneten Ausführungsbeispiel innerhalb des Dampfraumes 10 angeordnet ist. Der Fühlkörper 25 kann aber auch an einer anderen Stelle im System angeordnet sein, wo er auf Temperaturänderungen im Dampfraum 10 anspricht.

ao Die andere Zweigleitung 26 der Zufuhrleitung 13 für Druckluft geht zu einem Ejektor 27 innerhalb des Zuleitungsrohres 16. Der Ejektor 27 steht saugseitig über eine Leitung 30 mit dem oberen Teil 28 des Dampfraumes 10 in Verbindung. Wenn Druckes luft durch die Leitung 26 in den Ejektor strömt, wird folglich ein Gemisch aus Luft und Dampf aus dem Dampfraum gesaugt und durch das Zuleitungsrohr 16 unter Hinzutritt von Druckluft und später von Dampf aus der Zuleitung 11 dem unteren Ende des Dampfraumes 10 durch den Verteiler 17 wieder zugeführt, wodurch das im Dampfraum 10 enthaltene Dampf-Luft-Gemisch ständig in Umlauf gehalten wird.

Das fernbetätigbare Ventil 15 ist normalerweise geschlossen, öffnet aber, sobald Druckluft durch das Absperrventil 14 eingelassen wird. Dadurch strömt Dampf in das Zuleitungsrohr 16, wo er sich mit dem vom Ejektor 27 kommenden Dampf-Luft-Gemisch vermischt und in den Dampf raum 10 weitergeleitet wird. Gleichzeitig bewirkt die den Ejektor 27 durchströmende Druckluftmenge eine Absaugung des Dampf-Luft-Gemisches am oberen Ende des Dampfraumes 10.
Im Betrieb des Apparates werden die Einstellung des ferhbetätigbaren Ventils 15 und somit der Dampfdurchlaß in Abhängigkeit von der im Dampfraum herrschenden Temperatur geregelt. Falls die Temperatur im Dampfraum 10 zu hoch wird, wird dies vom Fühlkörper 25 festgestellt und bewirkt, daß das

Ausblasventil 23 allmählich geöffnet wird. Der hierdurch vergrößerte Luftdurchlaß durch das Druckminderventil 19 hat ein Absinken des Druckes in den Leitungen 21 und 22 zur Folge, wodurch das fernbetätigbare Ventil 15 proportional zum Temperaturanstieg im Dampfraum 10 schließt.

Der Ejektor 27 ist im Verhältnis zur Größe des Dampfraumes derart bemessen, daß ein gewisser Überdruck im Dampfraum aufrechterhalten wird. Dieser kann etwa 0,02 atü betragen. Zur Erzielung

der erforderlichen Temperatur wird eine bestimmte Dampfmenge zugeführt, die durch das thermostatisch gesteuerte Ventil 15 bemessen wird. Der beim Betrieb im Dampfraum herrschende Überdruck wird bei etwa 0,05 atü ausgeglichen. Die durch den

Ejektor 27 gesaugte Luft wird weiter unten im Zuleitungsrohr 16 mit dem dort ausströmenden Dampf aus der Leitung 11 vermischt Und folgt in den Dampfraum 10 mit. Am Boden des Dampfraumes ist

ein Auslaß 29 mit Kondenswasserableiter und Rückschlagventil angeordnet. Falls ein zu großer Überdruck im Dampfraum entsteht, strömt eine bestimmte Luftmenge durch den Auslaß 29. Auch wird auf diesem Weg das im Dampfraum entstehende Kondensat abgeführt.

Das an Hand des Ausführungsbeispiels erläuterte erfindungsgemäße Verfahren arbeitet, wie ohne weiteres einleuchtet, mit einer Zufuhr von nur so viel Dampf, wie zur Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur im Dampfraum gerade erforderlich ist. Es ist keine Abkühlung des zugeführten Dampfes vor der Einleitung in den Dampfraum vorhanden, und es wird die zugeführte Wärme nicht nutzlos weggeleitet. Eine große Ersparnis von Wasser und »5 Wärmekalorien ist die Folge. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner das ständige Vorhandensein eines schwachen Überdruckes im Dampfraum zur Bildung eines äußeren Stützdruckes für unterdruckempfindliche Waren, die unmittelbar im Dampf- ao raum behandelt werden können, und ist außerdem beispielsweise auch anwendbar für Speisen- und Geschirrwärmer, für Auftauapparate und Verflüssigungsapparate, weiterhin für Trockner verschiedener Art wie auch für Apparate zum Regenerieren und *5 Aktivieren von Substanzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem dampfbeheizten Apparat zur Wärmebehandlung von Gut, insbesondere einem Kochapparat, mit Dampfzufuhr zu einem Dampfraum und Umwälzung des im Dampfraum enthaltenen Dampf-Luft-Gemisches in einem außerhalb des Dampfraumes zum Teil über die Dampfzuleitung geschlossenen Kreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß in die Dampfzuleitung außer Dampf Druckluft eingeführt wird und dem Apparat nur so viel Frischdampf zugeführt wird, daß der Wärmebedarf im Dampfraum gerade gedeckt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Dampfzufuhr mittels eines Druckluftsystems erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher in an sich bekannter Weise eine an entgegengesetzten Stellen des Dampfraumes angeschlossene Umlaufleitung vorgesehen ist, in welche Frischdampf einführbar ist und welche einen Ejektor zur Erzwingung des Umlaufs für das im Dampfraum enthaltene Dampf-Luft-Gemisch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite des Ejektors (27) mit einer Zufuhrleitung (13, 26) für Druckluft in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (11) für den Frischdampf ein durch einen Thermostaten beeinflußbares Ventil (15) aufweist, dessen Fühlkörper (25) der Temperatur des den Dampfraum durchströmenden Dampf-Luft-Gemisches ausgesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (15) in der Zufuhrleitung (11) für Frischdampf ein durch Druckluft zu betätigendes Membranventil ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (13) für die Druckluft ein Hauptventil (14), eine Leitung (26) zu dem Ejektor (27) in der Umlaufleitung (16) und ein Druckminderventil (19) aufweist und sich zum Membranventil (15) und dem thermostatisch gesteuerten Ventil (23) hin verzweigt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (11) für den Frischdampf ein Hauptventil (12) aufweist, das mit dem Hauptventil (14) in der Zufuhrleitung (13) für Druckluft zur gemeinsamen Betätigung mechanisch verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufleitung (16) im Dampfraum (10) in einem Verteiler (17) endet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfraum (10) mit einem Auslaß (29) mit Kondenswasserableiter und Rückschlagventil versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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