EP1687570A1 - Gargerät mit wasserzufuhr - Google Patents

Gargerät mit wasserzufuhr

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Publication number
EP1687570A1
EP1687570A1 EP04819214A EP04819214A EP1687570A1 EP 1687570 A1 EP1687570 A1 EP 1687570A1 EP 04819214 A EP04819214 A EP 04819214A EP 04819214 A EP04819214 A EP 04819214A EP 1687570 A1 EP1687570 A1 EP 1687570A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
water supply
cooking appliance
cooking
appliance according
Prior art date
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Granted
Application number
EP04819214A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1687570B1 (de
Inventor
Peter Helm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MKN Maschinenfabrik Kurt Neubauer GmbH and Co KG
Original Assignee
MKN Maschinenfabrik Kurt Neubauer GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by MKN Maschinenfabrik Kurt Neubauer GmbH and Co KG filed Critical MKN Maschinenfabrik Kurt Neubauer GmbH and Co KG
Publication of EP1687570A1 publication Critical patent/EP1687570A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1687570B1 publication Critical patent/EP1687570B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/32—Arrangements of ducts for hot gases, e.g. in or around baking ovens
    • F24C15/322—Arrangements of ducts for hot gases, e.g. in or around baking ovens with forced circulation
    • F24C15/327—Arrangements of ducts for hot gases, e.g. in or around baking ovens with forced circulation with air moisturising

Definitions

  • the invention relates to a cooking device with a cooking space, with one or more heating elements and with a water supply that has at least one water outlet and is fed by an external water supply.
  • Cooking appliances are also increasingly being equipped with a steam generator system in order to improve the cooking results with the help of the moist cooking chamber air that then arises.
  • Such cooking devices are, for example, combi steamers, ovens, steaming devices or hot air steamers. They are used in particular to prepare food for consumption.
  • the steam is preferably generated by injecting water directly into the cooking space. For this purpose, water is fed into the cooking space and distributed there in various forms and thereby evaporated and through the hot environment.
  • water supply lines are used according to concepts, for example from DE 101 58 425 C1, DE 39 09 283 C2 or EP 0 233 535 B1, which bring the water close to the hub of the fan wheel of a circulating fan. Since the fan wheel rotates around its hub, the centrifugal force directs the water from, for example, the hub to the fan wheel blades, where it is atomized and broken down into the smallest possible droplets, which then evaporate in the hot cooking chamber atmosphere. The rotation of the fan wheel leads to atomization.
  • DE 39 09 283 C2 describes a combi steamer in which the water supply is equipped with a solenoid valve. In addition, a temperature measurement is provided in the exhaust stack. The solenoid valve for water supply is actuated as a function of a measured temperature in the exhaust air stack.
  • the solenoid valve for water supply is actuated as a function of a measured temperature in the exhaust air stack.
  • a proposal is also known from DE 202 00 618 U1 which enables a reduction in the amount of water, which avoids the dangers of a complete shutdown of the water flow.
  • the water supply is equipped with a controllable water metering for metering the water flow rate. This means that the volume flow of water is no longer kept at approximately the same level, but is reduced after saturation is reached. This reduction enables considerable energy savings during the cooking process.
  • adjustable solenoid valves are used in other cases to switch the water flow to the cooking chamber on or off. These valves are generally regulated by an electronic control.
  • the volume flow is comparatively low and in practice, depending on the size of the furnace, between 3 and 25 liters per hour, corresponding to about 1 cm 3 / s to 7 cm 3 / s.
  • the line pressure can be between 0.2 and 1.0 MPa, i.e. around 2 and 10 bar.
  • controller and the valves used must first be adjusted.
  • volume flow once set can only be changed to a limited extent by the control electronics.
  • the volume flow can be reduced by clocking the solenoid valve, but it cannot be increased without further ado.
  • the object of the invention is to propose a generic cooking device in which a better dosage is possible.
  • This object is achieved in a generic cooking appliance in that " one or more intermediate water stores with a predetermined interior volume that can be filled with water are provided in the water supply, that the intermediate water store or stores is fed by the external water supply, that the interior volume of the intermediate water store or stores is temporarily against filling and temporarily against emptying, and that the water can be emptied from the interior volume of the one or more water storage tanks via the or t the water outlets for steam generation into the cooking space.
  • the water intermediate store is designed as a stroke cylinder, the interior volume of which can be emptied by a piston.
  • the intermediate water store can be temporarily blocked against overfilling and temporarily against emptying by means of a multi-way valve.
  • the very pressure-dependent and incalculable water supply from the external water supply is separated from the actual water supply to the cooking space by a water buffer.
  • the water buffer store is completely filled with water from the external water supply and then separated from this external water supply.
  • the now exactly fixed and precisely defined interior volume of the water buffer, which is filled with water, is then emptied into the cooking chamber for steam generation. It is therefore precisely predictable and predictable which volume of water is supplied for steam generation. " .
  • the interior volume is now dimensioned so small that a corresponding timing to a discrete, but almost continuous volume flow leads.
  • This volume flow can now also be controlled by increasing or decreasing the timing in order to supply more or less water volume.
  • This smoothing process can be increased even further by using appropriately laid hoses in the water supply. If necessary, it would even be conceivable to connect several intermediate water storage tanks in parallel and operate them alternately in order to achieve even greater smoothing.
  • the water supply has at least two water supply lines running at least in sections, and each of the water supply lines has one or more intermediate water storage tanks with a predetermined interior volume that can be filled with water. It is particularly preferred if a water intermediate store of each of the two water supply lines is combined with one another in such a way that they form a common water intermediate store, the interior of which holds the two interior volumes which are separated by the piston which projects the water so that the movement of the piston simultaneously leads to an emptying of the interior volume of the one water buffer and to the filling of the assigned other interior volume of the other water buffer.
  • an alternating filling via two branches of the water supply can be set up in a particularly reliable and structurally simple manner, in which, in addition, a piston movement can also be used in a particularly energetic manner at the same time for emptying the one intermediate store and for filling the other intermediate store.
  • a piston movement can also be used in a particularly energetic manner at the same time for emptying the one intermediate store and for filling the other intermediate store.
  • 3/2-way valves several commercially available 2/2-way valves can also be used, both with a solution with only one water buffer and with one with several.
  • Figure 1 is a schematic overview of a cooking device with a water supply
  • Figure 2 is a schematic representation of a water metering in a cooking device according to the invention.
  • Figure 3 is a schematic representation of an alternative embodiment for water metering in a cooking device according to the invention.
  • Figure 4 is a schematic representation of a third alternative embodiment of a water metering in a cooking device according to the invention.
  • a cooking appliance for example a combi steamer, an oven or other hot air appliance, is shown schematically in section from the user's perspective in FIG. 1.
  • This cooking appliance 10 has a cooking chamber 11.
  • a heating element 12 is provided on the left-hand side, of which only two turns can be seen schematically on average.
  • the cooking chamber 11 can either be heated by electrical heating elements 12 or else by heating elements 12 in the form of heat exchanger tubes in which a hot medium flows. Other devices for generating heat can also be used as heating element 12.
  • a blower 20 is provided.
  • This fan 20 has a fan motor 21, which drives a radial impeller 22 in the cooking space 11.
  • the radial impeller 22 is located within the heating element 12 and is radially surrounded by it.
  • the heating elements 12 - whether electrical or in the form of heat exchanger tubes - are usually in immediate flow field of the radial impeller 22 attached. Other arrangements are possible, but this has proven itself.
  • a water supply 30 Another essential element of the combi-steamer according to the invention with a steam generator system is a water supply 30.
  • the outlet at the water outlet 33 of the water supply 30 is depressurized or free.
  • the water now reaches an atomizing element (not shown).
  • FIG 2 left you can see the access from an external water supply source 40, so for example, existing in the building water supply line to the cooking appliance.
  • the water from this external water supply 40 arrives at a water intermediate store 45, which is formed here by a cylinder.
  • a water intermediate store 45 In the cylinder of the water intermediate store 45 there is an interior volume 46 which can be filled by the water from the external water supply 40.
  • a valve 47 is located between the supply from the external water supply 40 and the intermediate water store 45. This valve 47 can be closed at its inlet 47 ′ in order to prevent further supply of water from the external water supply 40 into the intermediate water store 45 To prevent emptying of the interior volume 46 in the direction of the external water supply 40.
  • the valve 47 is designed here as a 3/2-way valve.
  • the second output 47 '' of the valve 47 leads to the above-mentioned water supply 32, here a hose line, which leads to the cooking chamber 11 from which "only the cooking chamber can be seen in FIG. 2
  • the water supply line 32 also ends here with a water outlet 33, from which water enters the cooking chamber 11, usually in the vicinity of the radial impeller 22, see the description of FIG. 1.
  • a piston 48 which can reduce or enlarge the interior volume 46 through its movement or can expel the amount of water contained in the interior volume 46 through the valve 47.
  • the valve 47 is preferably a 3/2-way solenoid valve 47, at the first outlet 47 ′′ of which a working cylinder is attached as a water intermediate store 45 with the defined interior volume 46. If the valve 47 is now energized, water flows from the public water supply network as an external water supply 40 via the connecting line, the valve inlet 47 ′ and the first valve outlet 47 ′′ into the intermediate water store 45. The piston 48 in the working cylinder is extended due to the water pressure present. If the power supply is now interrupted, the valve 47 closes the water inlet 47 'and the water can be pushed out of the cylinder, for example with the aid of spring force 49 on the piston 48, into the second, now open, outlet 47'"of the solenoid valve 47. The water is transported from this outlet 47 '"to the cooking chamber 11 by means of the hose line 32. advantage. From there it can then be led to the fan wheel 22, where the steam is generated.
  • the invention enables periodic water production. If the timing is chosen to be sufficiently short, the water flow is practically continuous. A continuous water flow can be achieved by suitable hose laying in the water supply line 32 to the cooking chamber 11. This means less disturbance for the temperature controller. If the hose of the water supply line 32 with a given inside diameter is laid horizontally for such a distance that is at least so long that the hose volume is greater than the interior volume 46 of the working cylinder of the intermediate water reservoir 45, the existing hose volume becomes due to the periodic operation of the piston 48 almost filled up. In the end, however, due to the free outlet at the water outlet 33 and the relatively low volume flow, the water level is always the same, namely lower than the hose cross section, so that there is a continuous water flow.
  • the hose filling always oscillates between positions 41 and 42. If a suitable component is attached to the working cylinder of the water intermediate store 45, for example a Hall sensor 34 and a magnet in the piston 48, and outputs the measured data to the regulating or control device 50 via a schematically indicated line 51, then the electronic rule can - or control device check the operation of the water quantity metering 31 and report a malfunction to the operator if necessary (lack of water).
  • a suitable component is attached to the working cylinder of the water intermediate store 45, for example a Hall sensor 34 and a magnet in the piston 48, and outputs the measured data to the regulating or control device 50 via a schematically indicated line 51, then the electronic rule can - or control device check the operation of the water quantity metering 31 and report a malfunction to the operator if necessary (lack of water).
  • the water supply takes place via two water supply lines 30a and 30b running in parallel in terms of flow technology. These can both be fed from the same reservoir.
  • the two interior volumes 46a and 46b are separated from one another by one and the same piston 48. A movement of the piston 48 now results in one of the two interior volumes 46a or 46b being emptied and the other being filled in contrast.
  • FIG. 4 shows an alternative which is suitable both for the variant from FIG. 2 and for that from FIG. 3, but it is shown in connection with the version from FIG. 3.
  • Blower Fan motor of the blower Radial fan wheel Water supply a Water supply line b Water supply line Water quantity metering Water supply line to the cooking chamber Water outlet in the cooking chamber Sensor on the water buffer external water supply Position for the hose filling Position for the hose filling Water intermediate storage a Water intermediate storage b Water intermediate storage of the valve interior volume 'Interior volume' interior volume 'Interior volume' interior volume 'Interior volume' outlet volume ' second outlet of the valve a valve b valve c valve valve piston spring force control or regulating device Cable from sensor to control and regulating device

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Description

Gargerät mit Wasserzufuhr
Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem Garraum, mit ein oder mehreren Heizelementen und mit einer Wasserzufuhr, die mindestens einen Wasseraustritt hat und von einer äußeren Wasserversorgung gespeist wird.
Gargeräte werden zunehmend auch mit einem Dampferzeugersystem ausgestattet, um mit Hilfe der dann entstehenden feuchten Garraumluft die Garergebnisse zu verbessern. Solche Gargeräte sind beispielsweise Kombidämpfer, Backöfen, Dämpfgeräte oder auch Heißluftdämpfer. Sie dienen insbesondere der Zubereitung von Lebensmitteln für den Verzehr. Dabei wird bevorzugt der Dampf durch Einspritzen von Wasser direkt im Garraum erzeugt. Dafür wird Wasser in den Garraum zugeführt und dort in verschiedener Form verteilt und dadurch und durch die heiße Umgebung verdampft.
Zu diesem Zweck werden nach Konzepten beispielsweise aus der DE 101 58 425 C1 , der DE 39 09 283 C2 oder der EP 0 233 535 B1 Wasserzuleitungen eingesetzt, die das Wasser in die Nähe der Nabe des Lüfterrades eines Umlaufgebläses bringen. Da sich das Lüfterrad um seine Nabe dreht, wird durch die Zentrifugalkraft das Wasser von beispielsweise der Nabe auf die Lüfterradschaufeln geleitet und dort zerstäubt und in möglichst kleine Tropfen zerlegt, die dann in der heißen Garraumatmosphäre verdampfen. Die Rotation des Lüfterrades führt also zu der Zerstäubung.
Gewünscht wird auch eine Regelung oder Steuerung des Volumenstroms des zugeführten Wassers. In der DE 39 09 283 C2 wird hierzu ein Heißluftdämpfer beschrieben, in dem die Wasserzufuhr mit einem Magnetventil ausgerüstet ist. Außerdem ist eine Temperaturmessung im Abluftkamin vorgesehen. Damit wird das Magnetventil zur Wasserzuführung in Abhängigkeit einer gemessenen Temperatur im Abluftkamin betätigt. Durch das vollständige Abschalten des Wasserstroms kann durch Verluste oder durch Dampfaufnahme des Gargutes jedoch eine Untersättigung und damit eine Beeinträchtigung des Gargutes stattfinden. Um diesen Effekt zu vermeiden, versuchen die Benutzer diese Abschaltung zu umgehen und nicht einzusetzen.
Aus der DE 202 00 618 U1 ist weiter ein Vorschlag bekannt, der eine Reduzie- rung der Wassermenge ermöglicht, was die Gefahren bei einer vollständigen Abschaltung des Wasserstromes vermeidet. Die Wasserzufuhr wird hierbei mit einer steuerbaren Wasserdosierung für die Dosierung der Wasserdurchflussmenge ausgerüstet. Damit wird der Volumenstrom an Wasser nicht mehr ungefähr in gleicher Höhe gehalten, sondern nach Erreichen der Sättigung reduziert. Diese Reduktion ermöglicht eine erhebliche Energieersparnis während des Garvorganges.
Wie in der DE 39 09 283 C2 werden auch in anderen Fällen einstellbare Magnetventile eingesetzt, um den Wasserstrom zum Garraum hin ein- oder auszuschal- ten. Diese Ventile werden in der Regel durch eine elektronische Steuerung geregelt. Der Volumenstrom ist vergleichsweise gering und beträgt in der Praxis, je nach Ofengröße zwischen 3 und 25 Liter pro Stunde, entsprechend etwa 1 cm3/s bis 7 cm3/s.
Im öffentlichen Wasserleitungsnetz gibt es jedoch größere Druckschwankungen und der Druck ist von Ort zu Ort sehr unterschiedlich. In der Praxis kann der Leitungsdruck zwischen 0,2 und 1 ,0 MPa, also etwa 2 und 10 bar liegen.
Um eine gleichmäßige und reproduzierbare Dampfmenge zu erhalten und damit reproduzierbare Garergebnisse zu erhalten, wäre allerdings ein konstanter Volumenstrom Voraussetzung. Wenn der Volumenstrom zur Dampferzeugung schwankt, hat dies Einfluss auf die Garraumtemperatur, da erhebliche Energiemengen aufgewendet werden müssen, um das eingebrachte Wasser zu verdampfen. Ein zu großes Schwanken des Volumenstromes bedeutet eine große Störgrößenänderung, was den Temperaturregler schnell überfordert. Ein Abweichen von der Solltemperatur, vor allem in der Betriebsart Dämpfen, führt dann zu ungünstigen Garergebnissen. Bei zu geringer Wasserzufuhr kann die Dampfproduktion so gering werden, dass dies negative Auswirkungen auf das Garergebnis hat. Im derzeitigen Stand der Technik werden beispielsweise mechanische Wasserdruckregler eingesetzt, um den variablen Wassereingangsdruck auf einem konstanten Ausgangswert zu halten. Diese Druckregier haben allerdings den Nachteil, dass sich die zunächst eingestellten Druckwerte im laufenden Betrieb verändern und aufgrund ihrer Bauweise eine Trägheit aufweisen, die eine rasche Druckanpassung bei schnell ändernden Eingangsdruck verhindert.
Weiterhin müssen die Regler und eingesetzten Ventile zunächst justiert werden.
Nachteilig an dem Stand der Technik ist es außerdem, dass der einmal eingestellte Volumenstrom durch die Steuerelektronik nur begrenzt verändert werden kann. Durch Takten des Magnetventils lässt sich zwar der Volumenstrom verringern, aber er lässt sich nicht ohne weitere erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Gargerät vorzuschlagen, bei dem eine bessere Dosierung möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Gargerät dadurch gelöst, dass " in der Wasserzufuhr eine oder mehrere Wasserzwischenspeicher mit einem mit Wasser füllbaren, vorgegebenen Innenraumvolumen vorgesehen ist, dass der oder die Wasserzwischenspeicher von der äußeren Wasserversorgung gespeist wird, dass das Innenraumvolumen des oder der Wasserzwischenspeicher zeitweise gegenüber Füllung und zeitweise gegenüber Entleerung sperrbar ist, und dass das Wasser aus dem Innenraumvolumen des oder der Wasserzwischenspeicher über den oder t die Wasseraustritte zur Dampferzeugung in den Garraum entleerbar ist.
Mit einer derartigen Konzeption wird es zugleich möglich, eine Mengendosierung zu schaffen, die keinerlei Justierung benötigt, die bei unterschiedlichen Vordruck den gleichen Volumenstrom liefert und bei Bedarf einen variablen Volumenstrom ermöglicht. Dies gilt besonders dann, wenn eine Steuer- oder Regeleinrichtung vorgesehen ist, die eine periodische oder getaktete Entleerung des Innenraumvόlumens veraniasst. Dabei kann die periodische oder getaktete Entleerung in konstanten Zeitschritten erfolgen. In vielen Fällen wird aber auch geregelt oder auch gesteuert ein variable Taktung erfolgen. Dadurch kann besonders einfach und gleichmäßig eine Änderung des Volumenstromes in den Garraum erfolgen.
Dabei ist es ganz besonders bevorzugt, wenn der Wasserzwischenspeicher als Hubzyiinder ausgebildet ist, dessen Innenraumvolumen durch einen Kolben entleerbar ist.
Von weiterem Vorteil ist es, wenn der Wasserzwischenspeicher mittels eines Mehrwegeventils zeitweise gegen Überfüllung und zeitweise gegenüber Entleerung sperrbar ist.
Betrachtet man sich die erfindungsgemäße Konzeption näher, so wird hier die sehr druckabhängige und unkalkulierbare Wasserzufuhr aus der äußeren Wasserversorgung durch einen Wasserzwischenspeicher getrennt von der tatsächlichen Wasserzufuhr zum Garraum. Der Wasserzwischenspeicher wird jeweils von der äußeren Wasserversorgung mit Wasser vollständig gefüllt und dann von dieser äußeren Wasserversorgung getrennt. Das jetzt exakt feststehende und genau definierte mit Wasser gefüllte Innenraumvolumen des Wasserzwischenspeichers wird dann in den Garraum zur Dampferzeugung entleert. Es ist also exakt berechenbar und vorhersehbar, welches Wasservolumen zur Dampferzeugung zugeführt wird. " .
Durch eine entsprechende Taktung dieses Entleerungsvorgangs kann nun die Geschwindigkeit der Wasserzufuhr, gemessen etwa in cm3/s genau bestimmt werden, und zwar völlig unabhängig davon, welcher Druck in der äußeren Wasserversorgung aktuell tatsächlich besteht oder das teure und komplizierte Dosiergeräte eingesetzt werden.
Das Innenraumvolumen wird jetzt so klein bemessen, dass eine entsprechende Taktung zu einem zwar diskreten, aber nahezu kontinuierlichen Volumenstrom führt. Dieser Volumenstrom kann nun darüber hinaus auch noch gesteuert werden, indem die Taktung heraufgesetzt oder herabgesetzt wird, um mehr oder weniger Wasservolumen zuzuführen.
Durch den Einsatz von entsprechend verlegten Schläuchen in der Wasserzufuhr kann dieser Glättungsvorgang noch gesteigert werden. Im Bedarfsfall denkbar wäre es sogar, mehrere Wasserzwischenspeicher parallel zu schalten und abwechselnd zu bedienen, um eine noch stärkere Glättung zu erzielen.
Statt eines Aufbaus der erfindungsgemäßen Anordnung mit Hubzylinder, Kolben und 3/2-Wegeventilen kann auch ein anderer Aufbau etwa mit einer Kreiskolbenanordnung entfernt ähnlich einem Wankelmotor vorgesehen werden. Alternativ sind auch Wasserzwischenspeicher mit flexiblen Wandungen und/oder Membranen denkbar, die mittels geeigneter Mechanismen das Innenraumvolumen in den Garraum entleeren.
Möglich ist es auch, wenn die Wasserzufuhr wenigstens zwei wenigstens abschnittsweise parallel verlaufende Wasserzufuhrleitungen aufweist, und jede der Wasserzufuhrleitungen jeweils einen oder mehrere Wasserzwischenspeicher mit einem mit Wasser füllbaren, vorgegebenen Innenraumvolumen besitzt. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn je ein Wasserzwischenspeicher der beiden Wasserzufuhrleitungen miteinander so kombiniert sind, dass sie einen gemeinsamen Wasserzwischenspeicher bilden, wobei dessen Innenraum die beiden Innenraumvolumen aufnimmt, die durch den das Wasser ausstehenden Kolben so getrennt sind, dass die Bewegung des Kolbens gleichzeitig zu einer Entleerung des Innenraumvolumens des einen Wasserzwischenspeichers und zur Füllung des zugeordneten anderen Innenraumvolumens des anderen Wasserzwischenspeichers führt.
Auf diese Weise lässt sich besonders zuverlässig und konstruktiv einfach eine wechselweise Füllung über zwei Zweige der Wasserzufuhr einrichten, bei der darüber hinaus auch energetisch besonders zweckmäßig eine Kolbenbewegung gleichzeitig zum Entleeren des einen Zwischenspeichers und zum Füllen des anderen Zwischenspeichers verwendet werden kann. Statt der 3/2-Wegeventile können auch mehrere handelsübliche 2/2-Wegeventile eingesetzt werden, und zwar sowohl bei einer Lösung mit nur einem Wasserzwischenspeicher als auch bei einer solchen mit mehreren.
Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: .
Figur 1 eine schematische Übersicht über ein Gargerät mit einer Wasserzufuhr;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Wasserdosierung in einem erfindungsgemäßen Gargerät;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform für eine Wasserdosierung in einem erfindungsgemäßen Gargerät; und
Figur 4 eine schematische Darstellung einer dritten alternativen Ausführungsform einer Wasserdosierung in einem erfindungsgemäßen Gargerät.
Ein Gargerät, beispielsweise ein Kombidämpfer, ein Backofen oder sonstiges Heißluftgerät ist schematisch im Schnitt gesehen aus Sicht des Benutzers in Figur 1 dargestellt. Dieses Gargerät 10 besitzt einen Garraum 11. In dem Garraum 11 ist ein Heizelement 12 auf der linken Seite vorgesehen, von dem im Schnitt lediglich schematisch zwei Windungen zu erkennen sind. Die Beheizung des Garraumes 11 kann entweder durch elektrische Heizelemente 12 erfolgen oder aber auch durch Heizelemente 12 in Form von Wärmetauscherrohren, in denen ein heißes Medium strömt. Auch andere Geräte zur Erzeugung von Wärme sind als Heizelement 12 einsetzbar.
Um die von dem Heizelement 12 erzeugte Wärme beziehungsweise die von ihm erwärmte Luft gleichmäßig im Garraum 11 zu verteilen ist ein Gebläse 20 vorge- sehen. Dieses Gebläse 20 besitzt einen Lüftermotor 21 , der ein Radialgebläserad 22 im Garraum 11 antreibt. Das Radialgebläserad 22 befindet sich innerhalb des Heizelements 12 und wird von diesem radial umgeben. Die Heizelemente 12 - ob elektrisch oder in Form von Wärmetauscherrohren - werden im Regelfall im unmittelbaren Strömungsfeld des Radialgebläserades 22 angebracht. Andere Anordnungen sind möglich, diese hat sich jedoch bewährt.
Ein weiteres wesentliches Element der erfindungsgemäßen Kombidämpfer mit Dampferzeugersystem ist eine Wasserzufuhr 30. Diese führt Wasser von einer äußeren Wasserversorgung 40 über einen in Figur 2 näher erläuterten Wassermengendosierer 31 und eine Wasserzufuhrleitung 32 in den Garraum 11. Am Wasseraustritt 33 wird Wasser abgegeben, und zwar in der Nähe des Radiaigebläserades 22.
Der Auslauf am Wasseraustritt 33 der Wasserzufuhr 30 ist drucklos beziehungsweise frei. Das Wasser gelangt nun auf ein Zerstäubungselement (nicht dargestellt).
Auf diese Weise entstehen sehr kleine Wassertröpfchen in der Atmosphäre des Gases im Garraum 11 , die rasch verdampfen und so den erwünschten Dampf erzeugen. Der Dampf wird mit den übrigen Gasen im gesamten Garraum 11 verteilt.
Um nun das von der Wasserzufuhr 30 über die Wasserzufuhrieitung 32 und den Wasseraustritt 33 in den Garraüm 11 abgegebenen Wasservolumen beziehungsweise das in den Raum abgegebene Wasservolumen pro Zeit genau zu definieren und damit exakte Kenntnisse über die zugeführte Wassermenge zu erhalten, ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung dieser Wasserzufuhr 30 vorgenommen, die in Figur 2 im Detail dargestellt wird.
In der Figur 2 links • sieht man den Zugang von einer äußeren Wasserversorgung 40, also beispielsweise der im Gebäude vorhandenen Wasserzuleitung zu dem Gargerät. Das Wasser aus dieser äußeren Wasserversorgung 40 gelangt zu einem Wasserzwischenspeicher 45, der hier von einem Zylinder gebildet wird. In dem Zylinder des Wasserzwischenspeichers 45 befindet sich ein Innenraumvolumen 46, welches von dem Wasser aus der äußeren Wasserversorgung 40 gefüllt werden kann. Zwischen der Zufuhr aus der äußeren Wasserversorgung 40 und dem Wasserzwischenspeicher 45 befindet sich ein Ventil 47. Dieses Ventil 47 kann an seinem Eingang 47' geschlossen werden, um eine weitere Zufuhr von Wasser aus der äußeren Wasserversorgung 40 in den Wasserzwischenspeicher 45 zu unterbinden, ebenso ein Entleeren des Innenraumvolumens 46 in Richtung auf die äußere Wasserversorgung 40 zu unterbinden.
Das Ventil 47 ist hier als 3/2-Wegeventil ausgestaltet. Der zweite Ausgang 47'" des Ventils 47 führt in die oben erwähnte Wasserzuleitung 32, hier eine Schlauchleitung, die zum Garraum 11 führt, von dem hier" nur die Garraumwandung in der Figur 2 zu erkennen ist. Die Wasserzuleitung 32 endet auch hier mit einem Wasseraustritt 33, aus dem Wasser in den Garraum 11 gelangen, üblicherweise in der Nähe des Radialgebläserades 22, vergleiche die Beschreibung zu Figur 1.
In dem Zylinder des Wasserzwischenspeichers 45 befindet sich ein Kolben 48, der das Innenraumvolumen 46 durch seine Bewegung verkleinern oder vergrößern kann beziehungsweise die in dem Innenraumvolumen 46 enthaltene Wassermenge durch das Ventil 47 ausstoßen kann.
Das Ventil 47 ist vorzugsweise ein 3/2 Wege Magnetventil 47, an dessen ersten Ausgang 47" ein Arbeitszylinder als Wasserzwischenspeicher 45 mit dem definierten Innenraumvolumen 46 angebracht ist. Wenn nun das Ventil 47 bestromt wird, fließt Wasser aus dem öffentlichen Wasserleitungsnetz als äußere Wasserzuführung 40 über die Anschlussleitung, den Ventileingang 47' und den ersten Ventilausgang 47" in den Wasserzwischenspeicher 45. Der Kolben 48 im Arbeitszylinder wird aufgrund des anliegenden Wasserdruckes ausgefahren. Wird nun die Stromzufuhr unterbrochen, schließt das Ventil 47 den Wasserzugang 47' und das Wasser kann, beispielsweise mit Hilfe von Federkraft 49 auf dem Kolben 48, aus dem Zylinder in den zweiten, nun offenen, Ausgang 47'" des Magnetventils 47 geschoben werden. Das Wasser wird von diesem Ausgang 47'" mittels der Schlauchleitung 32 zum Garraum 11 transpor- tiert. Von dort aus kann es dann zum Lüfterrad 22 geführt werden, wo der Dampf erzeugt wird.
Dies bedeutet, das bei jeder zeitlich begrenzten Bestromung des 3/2 Wege Ven- tils 47 eine definierte, nämlich das Zylindervolumen, Wassermenge gefördert wird. Mit Hilfe des zeitlichen Verlaufes der Bestromung des Ventils 47 kann nun eine bestimmte Wassermenge gefördert werden. Ein variabler Eingangsdruck hat nun keinerlei Einfluss auf die geförderte Wassermenge. Diese ist lediglich von dem Innenraumvolumen 46 des Zylinders und dem Spannungstakt abhängig. Eine Kalibrierung der Wassermenge ist nicht mehr nötig, da der Volumenstrom durch festgelegte Zeitintervalle in einer bevorzugt elektronisch arbeitenden Regel- oder Steuereinrichtung 50 definiert werden kann. Vielmehr ist es nun möglich durch Anpassen der Zeitintervalle den Volumenstrom gezielt zu verändern. Dies macht zum Beispiel zu Beginn eines Garprozesses Sinn, um möglichst schnell viel Dampf zu erzeugen. Im weiteren Betrieb kann der Volumenstrom verringert werden, wenn die Dampfsättigung im Garraum 11, etwa in der Ofenmuffel erreicht wurde.
Die Erfindung ermöglicht eine periodische Wasserförderung. Wenn der zeitliche Ablauf ausreichend kurz gewählt wird, ist der Wasserstrom praktisch kontinuierlich. Durch geeignete Schlauchverlegung in der Wasserzufuhrieitung 32 zum Garraum 11 kann ein kontinuierlicher Wasserfluss erreicht werden. Dies bedeutet eine geringere Störgröße für den Temperaturregler. Wenn der Schlauch der Wasserzufuhrieitung 32 mit einem gegebenen Innendurchmesser eine so lange Strecke waagerecht verlegt wird, die mindestens so lange ist, dass das Schlauchvolumen größer ist als das Innenraumvolumen 46 des Arbeitszylinders des Zwischenwasserspeichers 45, wird durch das periodische Arbeiten des Kolbens 48 das vorhandene Schlauchvolumen fast aufgefüllt. Am Ende jedoch ist, bedingt durch den freien Auslauf am Wasseraustritt 33 und den verhältnismäßig geringen Volumenstrom, der Wasserstand immer gleich hoch, nämlich niedriger als der Schlauchquerschnitt, so dass sich ein kontinuierlicher Wasserstrom ergibt. Die Schlauchfüllung pendelt immer zwischen Position 41 und 42. Wenn am Arbeitszylinder des Wasserzwischenspeichers 45 ein geeignetes Bauteil angebracht wird, zum Beispiel ein Hall-Sensor 34 und ein Magnet im Kolben 48, und die gemessenen Daten über eine schematisch angedeutete Leitung 51 an die Regel- oder Steuereinrichtung 50 abgibt, so kann die elektronische Regel- oder Steuereinrichtung die Arbeitsweise der Wassermengendosierung 31 kontrollieren und gegebenenfalls einen Funktionsmangel dem Bediener melden (Wassermangel).
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die in der Figur 3 dargestellt ist, sind die meisten Elemente vergleichbar zur Lösung der Ausführungsform aus Figur 2.
Als auf den ersten Blick bereits erkennbarer Unterschied ist zu sehen, dass die Wasserzufuhr über zwei strömungstechnisch parallel verlaufende Wasserzufuhrieitungen 30a und 30b erfolgt. Diese können etwa beide aus dem gleichen Reservoir gespeist werden. Es sind auch zwei Wasserzwischenspeicher 45a und 45b vorgesehen, die in einem gemeinsamen Behälter zusammengefasst sind und jeweils einen Innenraumvolumen 46a beziehungsweise 46b besitzen. Jeder der beiden Wasserzwischenspeicher 45a beziehungsweise 45b ist einer anderen der Wasserzufuhrieitungen 30a oder 30b zugeordnet. Die beiden Innenraumvolumen 46a und 46b werden durch ein und denselben Kolben 48 voneinander getrennt. Eine Bewegung des Kolbens 48 führt nun dazu, dass eines der beiden Innenraumvolumen 46a oder 46b geleert, das andere dagegen gefüllt wird.
Diese Bewegung kann ebenso wie die Öffnung der Ventile 47 durch die Steueroder Regeleinrichtung 50 gesteuert beziehungsweise geregelt werden, sodass dann der Inhalt der beiden Wasserzwischenspeicher 45a, 45b zur Wasserzufuhrieitung 32 so gesteuert ist, dass diese praktisch gleichmäßig und konstant Wasser führt, so wie es gewünscht wird. In der Figur 4 ist eine Alternative dargestellt, die sich sowohl für die Variante aus der Figur 2 als auch für die aus - der Figur 3 eignet, sie ist jedoch im Zusammenhang mit der Version aus Figur 3 dargestellt.
Der Unterschied besteht darin, dass statt eines 3/2 Wegeventils 47 mehrere, nämlich in diesem Falle je zwei 2/2-Wegeventile in jeder der beiden Wasserzufuhrieitungen 30a, 30b angeordnet sind. Mit derartigen Ventilen lässt sich noch sicherer verhindern, dass nicht während der Schaltphase des Ventils unbeabsichtigt Wasser durch das Ventil hindurch ohne Berührung mit dem Wasserzwischenspeicher in Richtung Garraum weiterströmen kann.
Bezugszeichenliste
Gargerät Garraum Heizelement
Gebläse Lüftermotor des Gebläses Radialgebläserad Wasserzufuhra Wasserzufuhrieitung b Wasserzufuhrieitung Wassermengendosierung Wasserzufuhrieitung zum Garraum Wasseraustritt im Garraum Sensor am Wasserzwischenspeicher äußere Wasserzuführung Position für die Schlauchfüllung Position für die Schlauchfüllung Wasserzwischenspeicher a Wasserzwischenspeicherungen b Wasserzwischenspeicherungen Innenraumvolumena Innenraumvolumen b Innenraumvolumen Ventil ' Eingang des Ventils " erster Ausgang des Ventils '" zweiter Ausgang des Ventilsa Ventilb Ventil c Ventild Ventil Kolben Federkraft Steuer- oder Regeleinrichtung Leitung vom Sensor zur Steuer- und Regeleinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Gargerät (10) mit einem Garraum (11 ), mit einem oder mehreren Heizelementen (12), und mit einer Wasserzufuhr (30), die mindestens einen Wasseraustritt (33) hat und von einer äußeren Wasserversorgung (40) gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wasserzufuhr (30) eine oder mehrere Wasserzwischenspeicher (45) mit • einem mit Wasser füllbaren, vorgegebenen Innenraumvolumen (46) vorgesehen sind, , dass der oder die Wasserzwischenspeicher (45) von der äußeren Wasserversorgung (40) gespeist wird, dass das Innenraumvolumen (46) des oder der Wasserzwischenspeicher (45) zeitweise gegenüber Füllung und zeitweise gegenüber Entleerung sperrbar ist, und dass das Wasser aus dem Innenraumvolumen (46) des oder der Wasserzwischenspeicher (45) über den oder die Wasseraustritte (33) zur Dampferzeugung in den Garraum (11) entleerbar ist.
2. Gargerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- oder Regeleinrichtung (50) vorgesehen ist, die eine periodische oder getaktete Entleerung des Innenraumvolumens (46) veranlasst.
3. Gargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzwischenspeicher (45) als Hubzylinder ausgebildet ist, dessen Innenraumvolumen (46) durch einen Kolben (48) entleerbar ist.
4. Gargerät nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzwischenspeicher (45) mittels eines Mehrwegeventils (47) zeitweise gegenüber Füllung und zeitweise gegenüber Entleerung sperrbar ist.
5. Gargerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (47) ein elektrisch von der Steuer- und Regeleinrichtung (50) angesteuertes 3/2 Wegeventil ist.
6. Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerung des Innenraumvolumens (46) des Wasserzwischenspeichers (45) durch einen periodisch in einem Hubzylinder das Wasser ausstoßenden Kolben (48) realisiert wird.
7. Gargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (48) des Hubzylinders mit einer Feder (49) ausgestattet ist, um das Wasser bei Öffnung des Zylinders zur Garraumseite in den Garraum (11) hineinzuschieben.
8. Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom zur Dampferzeugung durch die Steuer- und Regeleinrichtung (50) mittels einer zeitlichen Änderung des Arbeitstaktes des Entleerungsmechanismus des Innenraumvolumens (46) veränderbar ist.
9. Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzwischenspeicher (45) über eine schlauchartige Wasserzufuhrieitung (32) mit dem Garraum (11 ) verbunden ist und eine vorbestimmte Schlauchverlegung den periodisch schwankenden Volumenstrom in einen kontinuierlichen Volumenstrom wandelt.
10. Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (34) vorgesehen ist, der den Entleerungsvorgang, insbesondere die Verschiebung des Kolbens (48) überwacht.
11. Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzufuhr (30) wenigstens zwei abschnittsweise parallel verlaufende Wasserzufuhrieitungen (30a, 30b) aufweist, und dass jede der Wasserzufuhrieitungen (30a, 30b) jeweils einen oder mehrere Wasserzwischenspeicher (45a, 45b) mit einem mit Wasser füllbaren, vorgegebenen Innenraumvolumen (46 a,46b) besitzt.
12. Gargerät nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass je ein Wasserzwischenspeicher (45a, 45b) der beiden Wasserzufuhrieitungen (30a, 30b) miteinander so kombiniert sind, dass sie einen gemeinsamen Wasserzwischenspeicher (45) bilden, wobei dessen. Innenraum die beiden Innenraumvolumen (46a, 46b) aufnimmt, die durch den das Wasser ausstoßenden Kolben (48) so getrennt sind, dass die Bewegung des Kolbens (48) gleichzeitig zu einer Entleerung des Innenraumvolumens (46a, 46b) des einen Wasserzwischenspeichers (45a, 45b) und zur Füllung des zugeordneten anderen Innenraumvolumens (46b, 46a) des anderen Wasserzwischenspeichers (45b, 45a) führt.
3. Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Wasserzwischenspeicher (45, 45a, 45b) mittels mehrerer zwei/zwei-Wegeventile (47a, 47b, 47c, 47d) wechselnd gegenüber der Füllung und gegenüber der Entleerung sperrbar sind.
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