DE91850C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 34: Hauswirthschaftxiche Geräthe.

Dampfkochkessel bzw. Dampfwasserbad-Kochkessel.

Bekanntlich wendet man in neuerer Zeit für viele Zwecke statt der Dampfkochkessel Kessel mit Wasserbad an. Während bei ersteren die gebundene Wärme des in den Doppelboden eintretenden Heizdampfes auf den zu kochenden Inhalt übertragen wird, wird bei letzteren der Raum des Doppelbodens oder Mantels mit Wasser gefüllt und dieses durch eine Heizschlange, in welcher Dampf circulirt, oder durch Einströmen directen Dampfes in das Wasser bis zur Siedetemperatur und darüber erhitzt, so dafs die Wärme des Wasserbades durch den inneren Boden hindurch dem zu kochenden Inhalt des Kessels übermittelt wird. Dieses Kochen mittelst Wasserbades weist der Dampfkochmethode gegenüber so erhebliche Vortheile auf, dafs letztere zum Kochen der Speisen in grofsen Küchen durch das Kochen im Wasserbade fast vollständig verdrängt ist. Bei Dampfkochkesseln z. B. wird infolge der verhältnifsmäfsig hohen Temperatur des Heizdampfes der innere Kesselboden auf der Aufsenseite fast momentan eine der Temperatur des Heizdampfes entsprechende hohe Temperatur annehmen und dieselbe denjenigen Speisen, welche den Boden berühren, mittheilen, "so dafs letztere naturgemäfs plötzlich überhitzt werden, d. h. anbrennen, da sie nicht im Stande sind, die empfangene Wärme theilweise auf die ihnen benachbarten Speisetheile schnell genug zu übertragen. Bei dem Kochen mittelst Wasserbades wird durch unmittelbaren oder mittelbaren Dampf das Wasserbad allmälig auf diejenige Temperatur gebracht, bei welcher das Kochen der Speisen erfolgen soll. Infolge dieser allmäligen Temperatursteigerung werden die den Boden berührenden, zunächst noch kalten Speisetheilchen gewissermafsen vorgewärmt. Dieselben haben daher Zeit, ihre Wärme auf die benachbarten Theile zu übertragen, so dafs die Temperatur der einzelnen Speisetheile eine gleichmä'fsigere ist und einem Anbrennen der letzteren auf dem Boden des Kessels vorgebeugt wird.

Sobald ferner der Kochprocefs beendet ist, kann man die fertig gekochten Speisen eine Zeit lang im Kessel belassen, da ein Warmhalten derselben durch das im Doppelboden befindliche noch warme Wasser des Bades verbürgt ist, während bei' Dampfkochkesseln mit der Absperrung des zuströmenden Heizdampfes die Speisen baldigst aus dem Kessel entfernt werden müssen, da sie sonst in demselben erkalten.

Bei all diesen Vorzügen den Dampfkochkesseln gegenüber haben die Kochkessel mit Wasserbad doch zu manchen Unzuträglichkeiten Veranlassung gegeben. So z. B. mufs der Verlust an Wasser des Wasserbades, welcher bei der Erhitzung desselben bis zum Siedepunkt und durch Entweichen des so erzeugten Dampfes entsteht, durch Zufuhr von frischem Wasser ersetzt werden, wodurch wiederum eine Bildung von ■ Wässerstein ermöglicht wird. An denjenigen Stellen der Aufsenflächen des Innenbodens, an welchen zufällig besonders stark die kalkhaltigen Bestandtheile des Wassers ausgeschieden sind,

(2. Auflage, ausgegeben am 21. Juni iSgj.)

wird die Wärmeübertragung eine geringere sein als dort, wo der Boden sich noch verhä'ltnifsmäfsig weniger mit jenen Bestandteilen bedeckt hat. Infolge dessen wird die Wärmeübertragung eine ungleichmäfsige sein, ja mit der Zeit sich so verringern, dafs der Gebrauch des Kessels überhaupt in Frage gestellt wird. Auch ist mit dem Verlust des Wassers, welcher durch Verdampfung herbeigeführt wird, ein Wärmeverlust verbunden, da in dem Mafse, als das heifse, siedende Wasser des Bades verdampft, neues Wasser dem Bade zugeführt werden mufs. Nun gehen aber mit jedem Kilogramm Dampf, welches den Doppelboden verläfst, 537 Wärmeeinheiten verloren, so dafs hinsichtlich der Wärmeausnutzung die bisherigen Kochkessel mit Wasserbad den Dampfkochkesseln bedeutend nachstehen.

Durch die vorliegende Einrichtung des Dampfwasser-Kochkessels sind diese Uebelstände des Kochens mittelst Wasserbades beseitigt worden.

Die beiliegende Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt des Kochkessels, während die Fig. 2 bis 7 verschiedene Theile desselben in gröfserem Mafsstabe veranschaulichen.

Die Einrichtung und Wirkungsweise des Kochkessels ist folgende:

Dampf von einer bestimmten Ueberdruckspannung, welch letztere durch das Ventil V₁ geregelt werden kann, tritt durch das Rohr D, Ventil V₁ und Rohr R₁ in den Raum T₁ der Hülse T₁. Aus letzterer gelangt er durch Rohr P in das durchlochte, kreisförmig gebogene Rohr S. Letzteres ist in den Fig. 5, 6 und 7 in gröfserem Mafsstabe dargestellt. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, dafs die Löcher / der Rohrwandung mit dünnem Kupferdraht d umwickelt sind, so dafs der aus Rohr S in den Raum Q. zwischen den Böden B₁ und fi, eintretende Dampf eine starke Drosselung erfährt. Derselbe wird nunmehr fast vollständig spannungslos, d. h. in Wasserdunst verwandelt und demgemäfs mit entsprechend niedriger Temperatur sich gleichförmig zwischen den beiden Böden vertheilen und sogleich an denselben condensiren, während das Dampfwasser, den Raum Q. anfüllt, bis es im Rohr C gleichzeitig aufsteigend in das Rohr A tritt und von hier durch Raum r₂ der Hülse T₂ , Rohr i?₂ und Absperrventil F, im Ableitungsrohr M weggeführt wird. Die Rohre C und A sind in den Fig. 2, 3 und 4 in gröfserem Mafsstabe dargestellt. Das Rohr A ist als Knierohr ausgebildet, dessen senkrechter Theil oben in einen erweiterten Theil K ausläuft. In letzteren mündet das Rohr C, so dafs der Theil K gewissermafsen die Verbindung zwischen den Rohren C und A bewirkt (Fig. 3 und 4). In der dem inneren Boden der Vorrichtung zugekehrten Wandung des Theiles K ist eine Oeffnung O vorgesehen, welche durch ein mittelst Handrades H zu ,betätigendes Ventil W geschlossen werden kann (Fig. 2 und 3). Ist das Ventil geöffnet, so wird in der oben beschriebenen Weise in dem Mafse, als sich Condensations- oder Dampfwasser bildet, letzteres im Rohr C immer höher steigen, bis es schliefslich in den Raum K gelangt und aus diesem durch Rohr A in der beschriebenen Weise die Vorrichtung verläfst. Sobald jedoch die Oeffnung O verschlossen ist, wird, falls im Raum Q. ein Ueberdruck über dem Flüssigkeitsspiegel des Dampfwassers sich bildet, letzteres durch die Rohre C und A herausgedrückt und so der Wasserbad-Kochkessel in einen Dampfkochkessel verwandelt. Jener erwähnte Ueberdruck läfst sich leicht durch Ueberführung eines stärker gespannten Dampfes in das Kreisrohr -S nach weiterem Oeffnen des Ventils V₁ erzielen.

In den Fig. 8, 9 und 10 ist eine Abänderung des Kochkessels zur Darstellung gebracht, welche darin besteht, dafs die Rohre C und A nicht in dem Raum zwischen den Böden B₁ und B₂, sondern aufserhalb des Kessels angeordnet sind und in den Hohlraum K des Ventils V_n einmünden (Fig. 10). Wird durch Drehen der Handrades H der Ventilteller von seinem Sitz abgehoben, somit das Ventil F₂ ■geöffnet, so wird den früheren Erörterungen gemäfs das im Raum Q sich bildende Dampfwasser auch im Rohr C immer höher steigen und schliefslich durch Raum K hindurch in das Ableitungsrohr A gelangen. Bei geschlossenem Ventil V₀ wird, ähnlich wie in Fig. ι, infolge eines im Raum Q. über dem Flüssigkeitsspiegel entstehenden Ueberdruckes das Dampfwasser durch Rohre C und A aus dem Doppelboden herausgedrückt.

Fig. 11 zeigt ferner die Verbindung des Kessels G mit einem Wasserbad-Rückführungs-Behälter L. Letzterer besteht aus einem Gefäfs, welches zum Theil von dem Mantel N umschlossen ist. Das im Raum Q. sich bildende Dampfwasser fliefst durch Rohr C, Abschlufsorgan F₉ und Rohr A, welch letzteres bis zum Boden b geführt ist, in das Gefäfs L. Nachdem dasselbe mit Dampfwasser gefüllt ist, wird durch das sich während der Kochperiode noch weiter bildende Dampfwasser das,in dem oberen Theil des Gefäfses befindliche Wasser über den Rand i in den zwischen L und Mantel N befindlichen Raum verdrängt, woselbst es durch Hahn h zeitweise behufs anderweitiger Verwendung abfliefsen kann. Durch die Verbindung des Kessels G mit dem Behälter L ist die Möglichkeit geboten, das Dampfwasser aus L jederzeit nach dem Raum Q. zurückzuführen, nachdem durch Condensation des Heizdampfes zwischen den Böden B₁ und .B₂ ein theilweises Vacuum hergestellt ist.

Die Anordnung des Kessels nach Fig. 11 unterscheidet sich von den in den Fig. 8 bis io dargestellten dadurch, dafs statt des Ventils F₂ fFiar. io) ein Dreiweahahn -V₉ angewendet ist.

Letzterer ist in den Fig. 12 bis 17 im gröfseren Mafsstabe im Schnitt und in den verschiedenen, den einzelnen Kochperioden entsprechenden Stellungen dargestellt. Die Vortheile, welche sich bei Anwendung eines solchen Hahnes ergeben, lassen sich am besten erkennen, wenn man den Verlauf des Kochprocesses verfolgt.

Nachdem der Kessel mit den zu kochenden Speisen gefüllt ist, wird der Hahnkegel k aus Stellung Fig. 17 in die Stellung Fig. ,16 gebracht und somit die Verbindung des Behälters L mit Rohr- C und Raum Q. hergestellt. Da im Raum Q. von dem vorhergehenden Kochen ein theilweises Vacuum vorhanden ist, wird der äufsere Luftdruck das in L angesammelte Dampfwasser durch Rohr A, Hahn F₂ und Rohr C in den Doppelboden hineindrücken. Sobald letzterer mit Dampfwasser gefüllt ist, wird der Hahnkegel in die Stellung Fig. 13 gebracht und das Dampfeinlafsventil F₁ geöffnet. Der Heizdampf strömt durch das durchlochte Rohr S in das Dampfwasserbad, wird aber durch die die Durchlochungen überdeckenden Drähte einer so starken Drosselung unterworfen, dafs er nur mit geringer Geschwindigkeit in das Bad tritt. Hierdurch wird jenes knatternde und unangenehme Geräusch vermieden, welches bisher die Verwendung von durchlochten Dampfzuführungsrohren begleitete. Während das Wasserbad infolge der Wärmeabgabe des Dampfes bis zum Siedepunkt erhitzt wird, werden die in dem Kessel befindlichen Speisen einer allmäligen . Vorwärmung unterworfen. Durch das sich bildende Dampfwasser wird das bereits abgekühlte Wasser des Bades durch Rohr C, Hahn F₂ und Rohr A nach L geführt. Sobald der Kesselinhalt die Siedetemperatur erreicht hat, wird der Hahnkegel in die Stellung Fig. 14 gedreht, in welcher die Verbindung zwischen den Rohren C und A fast vollständig aufgehoben ist. Das Dampfwasser kann nun nicht mehr so leicht durch den engen Schlitz χ (Fig. 14) entweichen. Vielmehr mufs es durch den sich inzwischen in Q und k bildenden Ueberdruck durch Schlitz χ hindurchgeprefst werden. Dieser Ueberdruck im Raum Q hat sogleich eine höhere Temperatur des Wasserbades, sowie eine schnellere Wärmeübertragung an den Kesselinhalt zur Folge.

Soll der Kochprocefs noch mehr beschleunigt werden, so ist der Hahnkegel in. die Stellung Fig. 15 zu bringen. Hierbei kann die Druckausgleichung zwischen dem Raum Q. und dem Hohlraum des Hahnkegels nur mehr oder minder unvollkommen erfolgen, und zwar wird in Q. ein entsprechend höherer Druck herrschen, so dafs das Wasser des Bades mehr oder minder durch Rohr C, Hahn F₂ und Rohr A nach dem Behälter L gedrückt wird und dementsprechend der Wasserspiegel sinkt. Das Kochen erfolgt jetzt sowohl mittelst Dampfes als auch mittelst Wasserbades, indem der Dampf den Mantel des Kessels heizt, während das Wasserbad nur noch den Boden des Kessels umspült. Erst bei der Stellung Fig.-16 des Hahnkegels wird sämmtliches Dampfwasser durch den Dampfüberdruck nach L gedrückt und so das Kochen im Wasserbad in.. ein Kochen im Dampfbad umgewandelt. Bei sehr hohem Dampfüberdruck empfiehlt es sich, dem Hahnkegel die Stellung Fig. 17 zu geben, da hierbei verhindert wird, dafs das Dampfwasser zu schnell aus dem Kessel herausgedrückt wird und Dampf unmittelbar, nach L entweicht.

Nach beendetem Kochen und Schlufs des Ventils F₁ kann bei der Stellung des Hahnkegels nach Fig. 13 der im Raum Q. noch vorhandene Ueberdruckdampf nach L behufs Condensation entweichen,' so dafs in Q. ein theilweises Vacuum entsteht, welches bei der Stellung Fig. 16 des Hahnkegels das in L angesammelte warme Dampfwasser zurücksaugt, wodurch ein Warmhalten der fertig gekochten Speisen ermöglicht wird. Soll der Kessel zeitweise aufser Betrieb gesetzt werden, so wird das angesaugte Dampfwasser mittelst Dampfdruckes nach L gedrückt und dann der Hahnkegel in die Stellung Fig. 17 gedreht.

Der vorbeschriebene Kessel kann entweder durch Säulen oder Consolen getragen werden, also freistehend sein oder, wie es auf beiliegender Zeichnung dargestellt ist, in Böcken Z mittelst der Hülsen T₁ T₂ drehbar gelagert sein, wobei die Drehung bezw. das Kippen behufs Entleerung durch Schneckenrad E und Schraube F bewerkstelligt wird.

Die Vortheile dieses Kochkessels sind folgende:

Zunächst ist eine Bildung von Wasserstein an der Aufsenfläche des Bodens B₁ nicht mehr möglich, da nur Dampfwasser für das Wasserbad zur Verwendung gelangt, wodurch schon allein ein grofser Uebelstand beseitigt ist.

Sodann wird, wie aus Fig. 1 ersichtlich, nur das kältere Wasser, welches infolge seines gröfseren specifischen Gewichtes auf den Boden B.₂ herniedersinkt, durch Rohr C abgeführt, während das wärmere Wasser nach oben steigt und seine Wärme durch Boden B₁ an den Kesselinhalt überträgt. Dampfverluste können bei geöffnetem Ventil W gänzlich vermieden werden, falls man die Drosselung durch Ventil F₁ und Kreisrohr S in der gehörigen Weise erfolgen läfst. Da das Wasser von ge-

ringerer Temperatur, welches auf den Boden B₂ herniedersinkt, höchstens 60 bis 8o° C. besitzt, so beträgt der Wärmeverlust pro Kilogramm Wasser nur 45 bis 65 Wärmeeinheiten, falls man die Normaltemperatur des Wassers zu 15⁰C. annimmt, was gegenüber den unvermeidlichen Dampfverlusten der bisherigen Vorrichtungen ebenfalls einen bedeutenden Fortschritt bedeutet.

Ferner geht die Bildung bezw. Erhitzung des Wasserbades infolge der Umwickelung des Kreisrohres mittelst Kupferdrahtes und der dadurch bewirkten starken Drosselung des Dampfes vollkommen geräuschlos vor sich. Wärmeverluste infolge der starken Drosselung finden nicht statt.

Durch mehr oder weniger Schliefsen der Oeffnung O mittelst des Ventils W können die Temperaturverhältnisse, sobald es sich um eine Erhitzung des Wasserbades über ioo° C. handelt, in der einfachsten und sichersten Weise geregelt werden. Wird z. B. durch Niederschrauben des Ventils W die Oeffnung O verengt, so wird die Druckausgleichung zwischen den Räumen Q und K nicht vollständig vor sich gehen, können. Infolge dessen steht das Dampfwasser in Q unter einem geringeren Ueberdruck und kann somit je nach letzterem über ioo° C. erhitzt werden. Nur bei vollständig geschlossenem Ventil findet ein unmittelbares Herausdrücken des Dampfwassers statt, welch letzteres nur dann zu erstreben sein wird, wenn bei Aufserbetriebsetzung des Kessels das Wasser aus dem Doppelboden herausgeschafft oder das Kochen im Wasserbad in ein Kochen im Dampfbad übergeführt werden soll.

Schliefslich bleibt nach beendigtem Kochprocefs das Kochgefäfs mit einem Mantel heifsen Wassers umgeben, wodurch das Warmhalten der Speisen längere Zeit hindurch ermöglicht wird.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Kochkessel mit Wasserbad, bei welchem letzteres behufs Vermeidung der Wassersteinbildung durch Condensation des Heizdampfes in der Weise gebildet wird, dafs der Doppelkessel G mittelst schenkelartig verbundener Rohre C und A mit einem Wasserbadbehälter IJV verbunden ist, in welchen das während des vorhergehenden Kochens gebildete Dampfwasser aufgenommen wird und aus demselben zu jeder Zeit während der neuen Kochperiode, nachdem im Raum Q. durch Oeffhen von Ventilen Wund F₂ (Fig. 1) oder entsprechende Einstellung eines Dreiweghahnes F₂ (Fig. 11 bis 17) ein Vacuum hergestellt ist, nach dem Doppelboden zurückgesaugt werden kann.
2. 2. An dem unter 1. gekennzeichneten Kochkessel behufs Verminderung der Geschwindigkeit des ausströmenden Heizdampfes, sowie geräuschloser Zuführung desselben in das Wasserbad ein mit Löchern / versehenes und mit Draht umwickeltes Ringrohr 5.
3. 3. An dem unter 1. gekennzeichneten Kochkessel die Anordnung von Abschlufsorganen W(Fig. 2), F₂ (Fig. 10), F₂ (Fig. 11), mittelst welcher die Verbindung zwischen den Rohren a, C und A abwechselnd hergestellt und unterbrochen werden kann, zu dem Zweck, den Druck und die Temperatur im Wasserbade bezw. Dampfbade je nach Erfordernifs regeln und das Kochen mittelst Wasserbades in ein Kochen mittelst Dampfes und umgekehrt umändern zu können.

   , Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.