DE627816C - Kochherd mit Fluessigkeitswaermespeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kochherd mit Flüssigkeitswärmespeicher. Derartige Kochherde sind in zahlreichen Ausführungen bekannt. Bei der Mehrzahl derselben erfolgt die eigentliche Wärmespeicherung in besonderen, zu diesem Zwecke vorgesehenen Metallmassen unter Verwendung einer verdampfbaren Flüssigkeit als Wärmeübertragungsmittel, wobei dieses Mittel im flüssigen oder teils flüssigen, teils dampfförmigen Zustand im Kreislauf an der Wärmeentnahmestelle vorbeigeführt wird. Auch ist es bekannt, die Beheizung der Wärmeentnahmestelle durch Dampf vorzunehmen, der sich niederschlägt. In diesem Falle ist aber eine Speicherung der Wärme im eigentlichen Sinne nicht vorhanden, vielmehr muß der Dampf immer wieder durch neu zugeführte Wärme erzeugt werden.

Diejenigen Kochherde, bei denen die Wärmespeicherung zum überwiegenden Teil in Metallmassen erfolgt, besitzen den Nachteil, daß sie schwer und teuer sind und daß die Wärmeausnutzung zu wünschen übrig läßt. Wenn man dazu übergeht, die Metallmassen geringer zu halten, so ist man gezwungen, um auf die gewünschte Speicherung zu kommen, mit den Speichertemperaturen sehr hoch zu gehen, wobei sich dann im geladenen und entladenen Zustand große Temperaturunterschiede einstellen, welche sich sowohl beim Kochvorgang als auch in der Deformierung der Kochgefäße schädlich auswirken. Trotzdem sind auch diese Herde mit verringerten Metallmassen noch verhältnismäßig schwer und teuer. Außerdem ist die richtige Isolierung bei den höheren Temperaturen, die häufig während längerer Zeiten aufrechterhalten werden, schwierig und teuer und mit erheblichen Wärmeverlusten verbunden.

Da bei Verwendung von größeren Metallmassen zur Speicherung der Wärme ein großer Temperaturabf all zwischen der Wärme im Innern der Metallmassen und der Oberfläche in der Wärmeentnahmestelle verbunden ist, so müssen die Temperaturen, um eine schnelle Wärmeübertragung zu sichern, auch im entladenen Zustande verhältnismäßig hoch gehalten werden. Auch dies führt wieder zu erheblichen Isolationsverlüsten.

Bei denjenigen Kochherden mit Wärmespeicherung, bei denen die verdampfbare Speicherflüssigkeit im Kreislauf an der Wärmeentnahmestelle vorübergeführt wird, ist der Wirkungsgrad schlecht, weil erfahrungsgemäß die Wärmeabgabe einer Heizflüssigkeit wesentlich geringer ist als bei Dampf, der sich niederschlägt. Bei Verwendung eines dampfförmigen Heizmittels ohne größere Flüssigkeitsmengen als Speichermittel kann von einer eigentlichen Speiche-

rung keine Rede sein. Außerdem versagt ein solcher Kochherd, sobald keine Wärme mehr zugeführt wird, weil 'eben kein eigentliches Speichermittel vorhanden ist. Die vorgenannten Nachteile werden durch die Erfindung behoben. Sie besteht darin, daß die eigentliche Wärmespeicherung in einer Flüssigkeit erfolgt, die dampfdicht in einem Gefäß eingeschlossen ist und den größten Teil des Gefäßraumes ausfüllt, und daß der oberhalb des Flüssigkeitspiegels befindliche Dampfraum als Kochstelle ausgebildet ist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die wärmespeichernde Flüssigkeit,' da sie, als Ganzes betrachtet, in Ruhe bleibt und nicht im Kreislauf umläuft, nicht mit der Kochstelle, in Berührung kommt, so. daß die Beheizung lediglich durch den oberhalb der Speicherflüssigkeit befindlichen Dampf erfolgt, der sich dabei niederschlägt und sofort wieder in die Speicherflüssigkeit abfließt, wobei sich infolge der durch die Kondensierung entstehenden Druckminderung neuer Dampf aus der Speicherflüssigkeit bildet.

Auf diese Weise ist es möglich, die notwendigen Metallmassen, aus denen das wSpeichergefäß gebildet wird, so gering wie möglich zu halten, indem die Wandstärken nur mit Rücksicht auf die Festigkeit zu bemessen sind, und die- Speicherung, der Wärme im wesentlichen nur in der Flüssigkeit vorzunehmen. Dabei liegen die für das Kochen notwendigen Temperaturen zwischen den Grenzen von etwa 300 ° C und 100 ° C. Der Unterschied zwischen entladenem und geladenem Zustand ist also verhältnismäßig gering.

Der Herd gemäß der Erfindung weist mindestens ein geschlossenes Gefäß zur Aufnahme von Wasser als Speichermittel auf, wobei das Gefäß so weit mit Wasser gefüllt ist, daß bei den vorkommenden Höchstspeichertemperaturen das Gefäß vom Wasser nahezu ausgefüllt wird.

Zweckmäßig wird als Speichermittel in den Gefäßen, unter möglichster Entfernung aller eingeschlossenen Luft, destilliertes Wasser verwendet. Dadurch wird erreicht, daß bei kleinstem Volumen für eine .bestimmte Temperaturdifferenz die größte Speicherung möglich ist. Die Abmessungen der Gefäße werden klein, ebenso die Ausstrahlungsverluste wegen der kleinen Oberfläche. Die Gesamtgewichte fallen klein aus, und der Herd kommt trotz der sehr sorgfältig vorgenommenen Isolation nicht viel teurer zu stehen als ein gewöhnlicher Herd ohne Speicherung, da auch das Speichermittel sehr billig ist. Das destillierte Wasser wird ein für allemal in das die Wärme aufnehmende und die Wärme abgebende Gefäß eingefüllt und dieses dann nachher so abgeschlossen, daß auch im Betrieb keine Flüssigkeit verlorengehen kann. Die Einfüllung selbst geschieht derart, daß das Wasser bei der maximalen Speichertemperatur den Volumeninhalt des Gefäßes nahezu ausfüllt und Gase, wie beispielsweise Lufteinschlüsse, 'nicht vorhanden sind.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsformen eines Kochherdes gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. ι zeigt einen Schnitt durch das Speichergefäß.

Fig. 2 zeigt das Gefäß nach Fig. 1 in Seitenansicht.

Fig. 3 und 4 zeigen einen waagerechten und senkrechten Schnitt durch einen Herd mit zwei Speichergefäßen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 sind zur Aufnahme des Wassers in sich geschlossene Rohrringe 6 oder Rohrvierecke nebeneinander angeordnet vorgesehen, deren Mittelebenen senkrecht sind. Das die Spei- . cherflüssigkeit enthaltende Gefäß ist hier unterteilt in mehrere nebeneinanderliegende Einzelgefäße, die untereinander durch nicht dargestellte kleine Röhren verbunden sein können, um in allen Gefäßen womöglich die gleiche Temperatur und den gleichen Druck zu haben. Die einzelnen Gefäße sind vorzugsweise aus nahtlosen Stahlrohren hergestellt, wodurch möglichst kleine Metallgewichte erreicht werden. In Fig. 1 sind beispielsweise vier Rohrvierecke nebeneinander angeordnet. Die nicht gezeigte Wärmeaufnahmestelle befindet sich am untersten, die Wärmeabgabestelle am _β obersten Teil der Rohrvierecke. Die Einfüllung der Speicherflüssigkeit geschieht für die einzelnen Rohr-Vierecke gesondert. Durch das Aneinanderreihen von mehr oder weniger Rohrvierecken kann die Speicherung vergrößert oder verkleinert werden, was fabrikatorische Vorteile bietet.

Fig. 3 und 4 stellen einen zweistufigen Herd dar mit nebeneinanderliegenden, in sich geschlossenen Rohrvierecken. 13 ist die Speicherstufe für hohe Temperaturen und besteht aus fünf Rohrvierecken von kleinerem Rohrdurchmesser, während 14 die untere Stufe darstellt mit vier nebeneinanderliegenden Rohrvierecken mit größerem Durchmesser. In die beiden Stufen 13 und 14 ist ein Backofen 12 eingebaut. 15 sind die Isolationen des Herdes. Bei der gewählten Anordnung ist die zu isolierende Oberfläche des Herdteiles mit den höheren Temperaturen kleiner als die Oberfläche des Herdteiles mit den geringeren Temperaturen. Die Wärmeverluste können deshalb bei sorgfältiger Isolation sehr klein gehalten werden. Da außerdem die bei der

Erfindung angewandten Bauteile einfach und nicht schwer sind und das Speichermittel Wasser je Gewichtseinheit eine große Speicherfähigkeit besitzt, so ist die an einen Speicherherd gestellte Forderung des guten Wirkungsgrades, der nicht hohen Herstellungskosten und des nicht zu hohen Gewichtes durch den Gegenstand der Erfindung erfüllt. Da außerdem durch die Ausbildung der ίο Wärmeentnahmestelle auch bei großer Wärmeentnahme eine kleine Temperaturdifferenz zwischen Speichermittel undWärmeentnahmestelle vorhanden ist, ist auch die Forderung des schnellen Kochens mit dem Gegenstand der Erfindung erfüllt.

Die bis jetzt bekannten Speicherherde haben gewöhnlich nur eine der obigen Forderungen, meist aber keine erfüllt. Die Erfindung bedeutet deshalb einen wesentlichen technischen Fortschritt.

Die Wärmeaufnahme bei den Wärmeaufnahmestellen 16 und 17 erfolgt gesondert und wird, wenn die Speicherflüssigkeit der betreffenden Stufe eine maximale Temperatur oder Druck erreicht hat, durch nicht gezeigte Mittel selbsttätig unterbrochen. Dadurch wird verhindert, daß beispielsweise bei Nachtspeicherung die Temperatur und der Druck in der betreffenden Stufe über eine bestimmte Grenze steigen kann. Außerdem ist noch ein nicht gezeigtes Sicherheitsventil vorgesehen, welches beim Versagen dieses Automaten einspringt. Sollten diese beiden Vorrichtungen nicht in Tätigkeit treten und die Temperatur derart weitersteigen, daß ein Bruch des Wasserbehälters stattfindet, so entsteht wegen der dann vorhandenen Ausfüllung des Behälters mit Wasser keine explosionsartige Wirkung. Bei zwei Stufen wird mit Vorteil die maximale Temperatur der oberen Stufe zu etwa 300⁰ C gewählt, die der unteren Stufe zu etwa 200° C gewählt. Bei der Wärmeentnahme kann die Temperatur der oberen Stufe nach und nach bis etwa 200°, die der unteren Stufe bis etwa 100 ° C fallen, ohne den Kochvorgang in Frage zu stellen.

Wenn mit dem Kochherd noch Warmwasserzubereitung verbunden werden soll, so kann dies mit Vorteil in einem Gefäß 18 (Fig. 3 und 4) erfolgen, welches beispielsweise um die Hochdruckstufe angeordnet ist und bei welchem das kalte Wasser unten einströmt und oben entsprechend warmes Wasser entnommen wird. Das Gefäß selbst ist nach außen isoliert. Wird der Verbrauch an war- · mem Wasser berücksichtigt, so ist bei dieser Anordnung der Wirkungsgrad noch günstiger, da die Wärmeverluste noch kleiner werden, indem ein Teil der von der Isolation aufgenommenen Wärme nutzbringend verwendet wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kochherd mit Flüssigkeitswärmespeicher, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmespeichernde Flüssigkeit dampfdicht in einem Gefäß eingeschlossen ist und den größten Teil des Gefäßraumes ausfüllt und daß der oberhalb des Flüssigkeitsspiegeis befindliche Dampfraum als Kochstelle ausgebildet ist.

2. Kochherd mit Flüssigkeitswärmespeicher nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das die Speicherflüssigkeit enthaltende Gefäß kugel- oder zylinderförmig ausgebildet ist.

3. Kochherd mit Flüssigkeitswärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Speicherflüssigkeit enthaltende Gefäß aus einem oder mehreren in sich geschlossenen Rohrringen oder Mehrecken besteht, deren Achse waagerecht liegt.

4. Kochherd mit Flüssigkeitswärmespeicher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Gruppen von Flüssigkeitswärmespeichern mit verschieden hohen Temperaturen vorgesehen sind.

5. Kochherd mit Flüssigkeitswärmespeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr zu jeder Gruppe von Flüssigkeitswärmespeichern gesondert erfolgt und daß bei Erreichung eines bestimmten Höchstdruckes oder einer bestimmten Höchsttemperatur der Flüssigkeit selbsttätig die Wärmezufuhr zu der betreffenden Gruppe unterbrochen wird.

6. Kochherd mit Flüssigkeitswärme- ^: speicher nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Flüssigkeitswärmespeichern ein an sich bekannter isolierter Wasserbehälter für Warmwasserbereitung vorgesehen ist, der durch die auftretenden Wärmeverluste der Speicher erwärmt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen