DE3322077C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Dampfstrahles im Durchlaufverfahren zur Verwendung z. B. für Sterilisation bei der Lebensmittelherstellung bzw. -verpackung.

Es ist bekannt, bei der Lebensmittelverpackung die Gebinde vor dem Einfüllen der Lebensmittel steril zu machen. Dies geschieht in vielen Fällen durch Ausstrahlung mit Heißdampf, wobei eventuell vorhandene Fäulnisbakterien usw. abgetötet werden. Insbesondere ist ein derartiges Verfahren bei der Weinherstellung und -abfüllung bekannt. Dort wird vor Be­ ginn der Behandlung und Filterung des Weines die gesamte Filter- und Abfüllanlage zunächst an einen Dampferzeuger angeschlossen und die Anlage ca. ¹/₂ Stunde mit dem Dampf durchblasen. Erst wenn die Anlage auf diese Weise keimfrei gemacht ist, beginnt der eigentliche Filter- und Abfüll­ vorgang.

Darüber hinaus ist auf vielen anderen technischen Gebieten die Verwendung eines Dampfstrahles in vielfältiger Weise bekannt.

Zur Erzeugung des Dampfes waren bisher nur Vorrichtungen bekannt, bei denen in einem einfachen Wasserbehälter elek­ trische Heizspiralen verlegt waren, durch die das Wasser aufgeheizt und in Dampf verwandelt wurde. Dies war ein wenig effektives Verfahren, insbesondere auch deshalb, weil eine Kontrolle über den Dampfdruck praktisch nur durch Ein- und Ausschalten der Heizung gegeben war. Außerdem konnte das Nachfüllen des Wassers nur nach Sicht geregelt werden.

Andere Möglichkeiten der Wasseraufheizung verbieten sich, weil streng auf die Keimfreiheit des Dampfes geachtet werden muß. Das Aufheizen des Wassers darf keine Möglich­ keit der Wasserverunreinigung in sich bergen. Aus diesem Grunde ist es z. B. nicht möglich, eine Wasser-Rohrwendel durch ein Ölbad zu führen und mit dem an sich sehr gleich­ mäßig erwärmbaren Ölbad das Wasser aufzuheizen. Dabei würde immer die Möglichkeit der Undichtheit der Rohrwendel und demzufolge des Eindringens von Öl in das Wasser bzw. den Dampf bestehen.

Aus der US-PS 20 97 581 ist bereits ein Dampfgenerator bekannt, bei dem in einem Metallblock spiralförmig sowohl eine elektrische Heizwendel als auch das das Wasser führende Rohr angeordnet sind. Wendel und Rohr sind gewindeförmig ineinander verlegt und mit dem Metall zu einem festen Block vergossen. Bei diesem Generator ist die elektrische Heizwendel jedoch völlig unzugänglich im Me­ tallblock enthalten. Falls die Wendel durchbrennt, muß der gesamte Block ausgewechselt werden.

Außerdem ist aus dem DE-GM 79 00 605 ein Gerät zur Erzeu­ gung von Dampf und Heißwasser bekannt, bei dem der Wasser­ nachlauf in Abhängigkeit von der Dampf- bzw. Heißwasser­ entnahme automatisch geregelt ist. Jedoch ist dieses Gerät nur für kleinere technische Anwendungen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dampferzeugung zu schaffen, bei welcher die Wasserauf­ heizung in besonders gleichmäßiger Form möglich ist und die Heizelemente in einfacher Weise zugänglich sind.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch eine Vorrich­ tung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, die elektrischen Heizelemente in gesonderten Patronen anzuord­ nen und den Metallblock mit Bohrungen zu versehen, in welche die elektrisch aufheizbaren Heizpatronen einsteckbar sind. Sollte eine der Heizwendeln durchbrennen, so kann die betreffende Patrone in einfacher Weise gegen eine intakte Patrone ausgetauscht werden, ohne deswegen den gesamten Metallblock auswechseln zu müssen.

Das wesentlichste Merkmal der Erfindung ist eine Rohrwen­ del, die in einem Metallblock eingegossen ist, der elek­ trisch aufheizbar ist. Hierdurch werden insbesondere zwei Vorteile erreicht. Erstens wird die Rohrwendel durch die große Metallmasse völlig gleichmäßig aufgeheizt, und zweitens können selbst dann keinerlei Verunreinigungen in das Wasser bzw. den Dampf eindringen, wenn die Wendel unbemerkt undicht werden sollte. Da aber die Wendel mit dem Metallblock eine kompakte und mechanisch sehr robuste Einheit bildet, ist die Gefahr des Rohrbruches ohnehin auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

Als Metall zum Vergießen wird insbesondere Aluminium vorge­ schlagen, obwohl andere Metallarten natürlich ebenfalls verwendbar sind.

Für die Rohrwendel wird die Form einer schraubenförmigen Zugfeder vorgeschlagen, wobei gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Windungen in eine äußere und eine innere Wandung unterteilt sind, die einander nachge­ schaltet sind. Zwischen beiden Windungen sind Bohrungen angeordnet, in die elektrische Heizpatronen einschiebbar sind. Diese Heizpatronen sind thermostatgesteuert und geben ihre Wärme gleichmäßig nach beiden Seiten ab, d. h. sie heizen gleichmäßig die äußere und die innere Rohr­ wendel auf.

Der Wasserdurchlauf durch die Rohrwendel ist automatisch geregelt und erfolgt mit etwa konstantem Druck. Zu diesem Zweck ist zwischen das Einlaß-Ende der Rohrwendel und die Wasserzufuhr-Kupplung, d. h. den eigentlichen Wasseranschluß der Vorrichtung, eine Druckausgleichsvorrichtung geschaltet. Diese Druckausgleichsvorrichtung hält in Verbindung mit einer am Einlaß-Ende angeordneten Einlaßdüse den konstanten Wasserdruck aufrecht, der unabhängig ist von dem in der äußeren Wasserzuleitung herrschenden Druck.

Die Druckausgleichsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Druckausgleichsbehälter, der in direkter Leitung an die Wasserzufuhr-Kupplung angeschlossen ist. In dieser Leitung ist ein T-Stück eingesetzt, über das der Zulauf der Rohrwendel abzweigt. An den Behälter ist ein Druck­ schalter angeschlossen, der ein Magnetventil steuert, das hinter der Wasserzufuhr-Kupplung in der Leitung liegt. Im Behälter steht eine Wassersäule, die einem vorgegebenen Druck entspricht. Wird dieser Druck unterschritten, so schaltet der Druckschalter und öffnet das Magnetventil, so daß Wasser nachfließen kann. Ist der vorgegebene Druck wieder erreicht, so schaltet der Druckschalter und betätigt wiederum das Magnetventil, das die Wasserzufuhr unterbricht.

Außerdem ist noch eine besondere Taste vorgesehen, welche den Wasserzulauf entlastet.

In der Zuleitung zwischen dem T-Stück und dem Einlaß- Ende des Rohrwendels liegt ein Rückschlagventil, das den Wasserdurchtritt nur in Richtung der Rohrwendel erlaubt, einen Wasserrückfluß dagegen verhindert.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungs­ beispiel dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfundene Vorrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung der Fig. 1 in Pfeilrichtung A,

Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung der Fig. 1 in Pfeilrichtung B,

Fig. 4 eine Ansicht der Vorrichtung der Fig. 1 in Pfeilrichtung C.

In den Figuren ist die Vorrichtung in einem fahrbaren Wagen eingebaut dargestellt. Mit 1 ist die Grundplatte des Wagens bezeichnet. 2 und 3 sind die vordere und hintere Seiten­ wand. Der Wagen ist auf vier Lenkrollen fahrbar, von denen die Lenkrollen 4, 5 und 6 erkennbar sind. Die Lenkrolle 5 ist mit einer Stoß-Einrichtung versehen. An einem Griff 7 kann der Wagen geschoben werden.

Im Inneren des Wagens ist eine Rohrwendel 8 gezeigt, die in einen Metallblock 9 eingegossen ist. Die Rohrwendel 8 verläuft in einer äußeren und einer inneren Wendel in der Weise, daß das Einlaß-Ende an der inneren Wendel liegt, während das Auslaß-Ende von der äußeren Wendel abgeht.

Der mit einer Isolierschicht 9 a umgebene Metallblock 9 ist mit Bohrungen 10 versehen, in die elektrische Heiz­ patronen 11 eingesetzt sind. Diese Heizpatronen werden in an sich bekannter Weise von Thermostaten 12 gesteuert und von drei Stützen 13 geschaltet.

Der Wasserzulauf zu der Rohrwendel 8 erfolgt durch eine Einlaßdüse 14. Die Wasserzuführung für das ganze Gerät geschieht durch eine Schlauchkupplung 15. Zwischen diese Schlauchkupplung 15 und die Einlaßdüse 14 ist eine Druck­ ausgleichsvorrichtung geschaltet.

Die Druckausgleichsvorrichtung besteht aus einem Druck­ ausgleichsbehälter 16 mit angeschlossenem Druckschalter 17. Dieser Druckschalter schaltet ein Magnetventil 18, das in der Leitung zum Behälter 16 liegt und diese Leitung öffnet und schließt.

Für diesen Zulaufkreis ist ein Taster vorgesehen, mit dem der Zulauf entlastet werden kann.

Außerdem befindet sich neben dem Taster noch der Ein- und Ausschalter 20.

Von der Schlauchkupplung 15 geht eine direkte Leitung 21 zu dem Druckausgleichsbehälter 16. In dieser Leitung liegt aber ein T-Stück 29, von dem die Zuleitung 23 zur Einlaß­ düse 14 abzweigt, in der aber noch ein Rückflußverhinderer, nämlich das Rückschlagventil 24 eingebaut ist.

Auf der in der Fig. 1 linken Seite ist das Auslaß-Ende der Rohrwendel an ein Filter 25 angeschlossen, an dessen anderer Seite die Schlauchkupplung 26 für den Dampfaus­ laß angebracht ist.

Die in ihren Einzelteilen vorstehend beschriebene Vorrich­ tung funktioniert in der folgenden Weise:

Zunächst werden der Wasserzuleitungsschlauch an die Schlauch­ kupplung 15 und der Schlauch für die Dampfentnahme an die Schlauchkupplung 26 angeschlossen. Danach wird der Ein­ schalter 20 gedrückt, so daß das Wasser in den Druckaus­ gleichsbehälter 16 strömt. Dort steigt das Wasser gegen eine darüberstehende Luftsäule, die umso mehr Druck auf das Wasser ausübt, je höher der Wasserspiegel steigt. Bei einem Druck von ca. 1,5-1,7 Bar läßt die Einlaßdüse 14 Wasser in die Rohrwendel 8 strömen.

Da gleichzeitig mit der Betätigung des Einschalters 20 über die Schütze 13 die Heizpatronen 11 eingeschaltet wurden, heizt sich der Metallblock 9 auf und erhitzt und verdampft das im Rohrwendel 8 stehende Wasser.

Steigt der Druck im Druckausgleichsbehälter 16 auf über 1,7 Bar an, so tritt der Druckschalter 17 in Tätigkeit. Er schließt das Magnetventil 18, so daß der Wasserzustrom gestoppt wird. Sinkt danach der Druck wieder unter 1,5 Bar, weil das Wasser aus dem Behälter 16 durch die Einlaßdüse 14 in das Rohrwendel 8 abfließt, so schaltet wiederum der Druckschalter 17 und öffnet das Magnetventil 18, und frisches Wasser kann nachströmen.

Während des ganzen Betriebes steuern die Thermostate 12 über die Schütze in bekannter Weise die Heizpatronen 11, so daß der Metallblock 9 stets eine gleichmäßig hohe Temperatur hat.

Das in der Rohrwendel 8 erhitzte und verdampfte Wasser durchtritt als Dampf das Filter 25 und strömt aus der Schlauchkupplung 26 aus. Mit einem dort angeschlossenen Schlauch kann der Dampf an den Ort seiner Verwendung geleitet werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Dampfstrahles im Durchlaufverfahren, bestehend aus einer Rohrwendel in die an dem Einlaß-Ende Wasser eingelassen und an dem Auslaß-Ende der Dampf entnommen wird, wobei die Rohrwendel in einen Metallblock eingelassen ist, der elektrisch aufheizbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallblock (9) mit Bohrungen (10) versehen ist, in die elektrisch aufheizbare Heizpatronen (11) einsteckbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohrwendel (8) in an sich bekannter Weise gewindeförmig gewunden ist und sich die Bohrungen (10) von der Stirnseite des Metallblockes (9) ausgehend in Achsrichtung der Rohrwicklung erstrecken.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwendel (8) gewinde­ förmig in einer äußeren und einer inneren Wicklung gewickelt ist, die einander nachgeschaltet sind, und daß die Bohrungen (10) zwischen der äußeren und inneren Wicklung der Rohrwendel (8) verlaufen.