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Vorrichtung zur Einstellung der auf ein Gefäß ausgeübten Heizwirkung
auf einen gewünschten Betrag bei einer bestimmten Temperatur. Den Gegenstand der
Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Einstellung der auf ein Gefäß ausgeübten Heizwirkung
auf einen gewünschten Betrag bei einer bestimmten Temperatur. Insbesondere handelt
es sich darum, an Kochgefäßen die Wärmezufuhr selbsttätig zu regeln, derart, daß
nach tunlichst rascher Erreichung des Siedezustandes die Brennstoffmenge auf den
weitaus geringeren, zur Aufrechterhaltung des Siedezustandes erforderlichen Betrag
verringert wird.
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Die bisherigen Vorrichtungen dieser Art sind mit mannigfachen Nachteilen
behaftet. Ein Teil dieser Vorrichtungen erfordert einen dampfdichten Verschluß des
Kochgefäßes; wodurch die Gefahr von Gefäßexplosionen nahegerückt wird. Außerdem
ist bei der mangelnden Sorgfalt des in mechanischen Dingen ungeschulten Küchenpersonals
der dampfdichte Abschluß kaum zu gewährleisten, vielmehr wird z. B. infolge Zwischengeratens
von Nahrungsmitteln in die Dichtungsfuge, ferner infolge von Verbiegungen u. dgl.
der Abschluß ein mehr oder minder mangelhafter sein, wodurch .die Regelungsvorrichtung
unwirksam wird und die Gefahr des Verbrennens wertvoller Nahrungsmittel entsteht.
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Ein weiterer Nachteil vieler bekannten Vorrichtungen liegt darin,
daß bei ihnen der wärmeempfindliche Teil, nämlich die eine Ausdehnungsfiüssigkeit
enthaltende Kapsel von dem mit einem besonderen Gasabsperrteil organisch zusammengebauten
eigentlichen Regler, Membran oder Kolben, räumlich getrennt und mit ihm dementsprechend
durch eine Besondere- Druckleitung verbunden ist. Diese Druckleitung ist in dem
rohen Küchenbetrieb unvermeidlich Stößen und entsprechendem Undichtwerden ausgesetzt.
Außerdem muB infolge der exponierten Lage des Regelungsteiles dieser verhältnismäßig
klein ausgeführt werden und besitzt eine entsprechend .geringe Stellkraft und geringen
Stellweg, so daß eine unmittelbare Einwirkung auf einen gewöhnliehen Gashahn ausgeschlossen
erscheint und statt eines gewöhnlichen Gashahnes besondere komplizierte Absperrteile
für den Zusammenbau mit der Regelvorrichtung vorgesehen werden müssen, oder aber
man muß für den Küchenbetrieb ganz unmögliche komplizierte Vbertrager verwenden,
deren Aufziehen oder Einschalten obendrein meist vergessen werden wird. In jedem
Falle bedeuten alle diese verwickelten Vorrichtungen eine Verteuerung des Preises,
wodurch die im Interesse der Brennstoffersparnis dringend erwünschte allgemeine
Einführung der Regelvorrichtungen unmöglich gemacht wird.
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Ein weiterer Teil der einschlägigen -Vo'rrichtungen leidet schließlich
an dem Übelstand, daß kein unmittelbarer Wärmeaustausch zwischen dem Innenraum des
Kochgefäßes und dem wärmeempfindlichen Teil stattfindet; sondern daß der Wärmeaustausch
sich
durch die Wand des Kochgefäßes hindurch oder gar nur mittels der Heizgase vollzieht.
Je loser aber der thermische Zusammenhang zwischen dem Gefäßinhalt und dem wärmeempfindlichen
Teil der Regelvorrichtung ist, um so größer wird auch die Gefahr, daß durch Schwankungen
der Außentemperatur oder der Zusammensetzung des Brenngases oder durch Ruß oder
innen bzw. außen am Kochtopf angesetzte Verunreinigungen die Wirkung der Regelvorrichtung
beeinträchtigt wird.
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Nach der Erfindung sollen alle diese Nachteile dadurch vermieden werden,
daß die wärmeempfindliche Membrankapsel selbst in unmittelbarem Wärineausta.usch
mit dem Gefäßinnenraum steht und den Gasabsperrteil unmittelbar durch Bowdenzug
o. dgl. mechanisch steuert. Hier ist also die Membrankapsel als einziges Glied der
Regelvorrichtung gleichzeitig wärmeempfindliches Glied und Bewegungsteil, so daß
eine Vorrichtung von nicht mehr zu überbietender Einfachheit und entsprechender
Zuverlässigkeit entsteht.
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Mit besonderem- Vorteil wird der Deckel des Kochgefäßes selbst unmittelbar
als Träger der Membrankapsel verwendet. Hierdurch tritt die Regelvorrichtung nach
außen nur noch durch den unscheinbaren verbindenden, biegsamen Bowdenzug in die
Erscheinung, und es tritt eine weitere Verbilligung in der Herstellung der Vorrichtung
ein. Außerdem bietet die dem vollen Gefäßquerschnitt entsprechend große Erstreckung
des Gefäßdeckels die bequeme Möglichkeit für die Unterbringung einer großflächigen
und entsprechend verstellkräftigen Membran. Ferner kann bei dieser Ausnutzung des
Gefäßdeckels als Träger der Membrankapsel eine und dieselbe Regelvorrichtung ebenso
wie bei manchen älteren Einrichtungen für beliebig viele Kochgefäße von verschiedener
Größe nacheinander Verwendung finden, das Küchenpersanal aber wird die Anbringung
der Regelvorrichtung nach gegenwärtiger Erfindung kaum jemals vergessen, da ihm
das Abdecken des Kochgefäßes mit dem bereitliegenden Decket eine seit jeher gewohnte
Hantierung darstellt.
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Zweckmäßig wird zur Gewinnung eines großen Stellweges der Membran
eine im Ruhezustande einwärts durchgebogene Membran verwendet, welche sm Wirkungszustande
durch die ebene Mittellage hindurchschlägt. Die anfängliche Einwärtskrümmung der
Membran wird am besten durch eine mehr oder minder vollständige Luftentleerung der
Membrankapsel erreicht, in welcher eine kleine Menge Wasser oder einer sonstigen
unschwer verdampfbaren Flüssigkeit sich befindet. Die Luftleere der Membrankapsel
ist derart abgemessen, daß bei- Beginn des Siedevorgangs im Kochgefäß die Membran
durch den in der Kapsel gebildeten Dampfdruck zuzüglich des Druckes des in der Kapsel
vorhandenen Luftrestes ausgebeult wird.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung
schematisch dargestellt.
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Fig. r zeigt die Vorrichtung in der vor der Luftentleerung vorhandenen
Mittellage, Fig. 2 in der betriebsfertigen Ruhelage, Fig. 3 in der Wirkungslage.
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Die die Membrankapsel bildende Platte a ist einwärts durchgebogen
und mit einer Membran, b am Umfang bei d dicht verbunden. Diese Membran
kann eine mit Rillen versehene Platte aus Metall oder einem anderen geeigneten Stoff
sein. In den Raum zwischen a und b ist eine bestimmte Menge einer j e nach der Regeltemperatur
mehr oder minder leicht verdampfbaren Flüssigkeit, wie Wasser, eingebracht und hierauf
die in dein Raum befindliche Luft ganz oder teilweise durch Auspumpen oder Erhitzen
entfernt. Die Folge davon ist, daß bei normaler Zimmertemperatur die Membran b aus
der ebenen Mittellage nach Fig. z in die Tieflage nach Fig. 2 übergeht und durch
den äußeren Luftdruck fest gegen die Platte a gedrückt wird.
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Mit der Membran b ist ein Stift e verbunden, der durch
eine Öffnung in einem mit a verbundenen, nach oben gewölbten Blech f hindurchtritt.
In den Raum g zwischen b und f hat der äußere Luftdruck freien Zutritt.
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An den Stift e ist ein biegsamer Draht 1a angeschlossen, der in dem
biegsamen Schlauch i, mit ihm einen sogenannten Bowdenzug bildend, verschiebbar
ist und -an das Absperrglied der das Kochgefäß- heizenden Gasleitung angeschlossen
ist.
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Denkt man sich die Vorrichtung als Deckel auf einen Topf gesetzt,
in welchem Wasser erhitzt und gekocht werden soll, so bleibt die Membran so lange
in der Lage nach Fig. 2, bis bei Erreichung einer bestimmten Temperatur der Dampfdruck
im Raum g zuzüglich des Druckes der etwa noch darin befindlichen Luft den äußeren
Luftdruck übersteigt. In diesem Zeitpunkt wird die Membran nach oben durchgedrückt
und legt sich (Fig.3) gegen das obere Blech f. Hierbei wird durch den Draht h der
nicht gezeichnete Gashahn derart versiellt, daß nur noch die geringe, zur Aufrechterhaltung
des Siedezustandes erforderliche Gasmenge hindurchströmt: Däß die Vorrichtung in
bezug auf vollständiges Ansprechen in einem sehr kleinen 'Temperaturbereich sehr
hohen Ansprüchen genügt, zeigt folgendes Rechnungsbeispiel. Es handle sieh um einen
Deckel von Zoo mm Durchmesser, d. h. von 3 1q. qcm Querschnitt. Der Raum g sei bei
normaler Zimmertemperatur
derart luftleer, daß b auf
a mit einer Pressung von 300 kg aufliegt. Zum Durchbiegen der. dünnen
Membran von der unteren in die obere Grenzlage sei eine Kraft von 3 kg nötig. Letzteres
würde bedeuten, daß eine Pressungsänderung in g umö = o,oi Atm., die völlige Verschiebung
von b von unten nach oben bewirkt. Soll dies z. B. bei ioo°, d. h. beim Sieden von
Wasser, eintreten, so ist für diese erforderliche Drucksteigerung nach Maßgabe der
Spannungskurve eine Temperatursteigerung von nur o,3° C nötig, um die Membran von
der unteren in die obere Grenzlage zu drücken.
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Es bedarf keiner besonders eingehenden witeren Ausführungen, daß das
Prinzip nicht allein anwendbar ist, um beim Kochen von Wasser, d. h. bei etwa ioo°,
zu wirken, vielmehr lassen sich beliebige Temperaturen mit großer Genauigkeit damit
einregeln, und demg;ernäß erstreckt sich das Anwendungsgebiet auf alle Fälle, in
denen durch Veränderung der Heizwirkung .eine beliebige Temperatur eingestellt und
aufrechterhalten werden soll.