WO2003046438A1 - Gargerät mit gebläse und wasserzufuhr - Google Patents

Gargerät mit gebläse und wasserzufuhr Download PDF

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WO2003046438A1
WO2003046438A1 PCT/EP2002/013508 EP0213508W WO03046438A1 WO 2003046438 A1 WO2003046438 A1 WO 2003046438A1 EP 0213508 W EP0213508 W EP 0213508W WO 03046438 A1 WO03046438 A1 WO 03046438A1
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WO
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water
radial impeller
atomizing element
radial
cooking
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PCT/EP2002/013508
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Helm
Original Assignee
Mkn Maschinenfabrik Kurt Neubauer Gmbh & Co.
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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, with a blower having a radial impeller with a blade area, with a disc-shaped, axially symmetrical atomizing element rotating with the radial impeller, and with a water supply which has at least one water outlet which Water on the atomizing element.
  • 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 or hot air devices. They are used in particular to prepare food for consumption.
  • the steam is not directed into the cooking space from the outside, but is generated directly in the cooking space.
  • 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 from, for example, EP 0 233 535 B1, EP 0 383 366 B1 or EP 0 640 310 B1, which bring the water onto the hub of the fan of a circulation fan.
  • the centrifugal force directs the water from the hub to the impeller blades, wherever possible the water is broken down into droplets, which should then evaporate in the hot cooking chamber atmosphere.
  • the cooking chamber atmosphere is heated by electrical heating elements or also by heat exchanger tubes, in which a hot medium flows, and which thus also act as a heating element.
  • electrical heating elements or also by heat exchanger tubes, in which a hot medium flows, and which thus also act as a heating element.
  • these heating elements are usually installed in the immediate flow field of the impeller.
  • a disadvantage of all of the aforementioned concepts is that the peripheral speed of the hub components described is of course relatively low due to the relatively small hub diameter. This relatively low peripheral speed leads to a relatively low centrifugal force and thus to a non-optimal distribution of the water droplets, which remain relatively large. If one wishes to increase the fan speed or the speed of the fan motor of the fan in order to improve the effect, this leads to higher required motor outputs, which increase the costs both for the cooking device and for its operation and are therefore not desired. The resulting higher air velocities in the cooking space are then neither necessary nor desirable.
  • the object of the invention in contrast, is to propose a generic cooking appliance in which the smallest possible droplet size is obtained by means of a device that is as simple as possible in terms of construction and which can then rapidly evaporate in the hot ambient air and thus achieve high efficiency.
  • the atomizing element has an outer radius that is equal to or greater than that of the inner radius of the blade area of the radial impeller, that the atomizing element is arranged in the axial direction next to the blade area of the radial impeller, and that the water outlet is adjacent to the atomizing element the side facing away from the blade area of the radial impeller is arranged.
  • the atomizing element on the side of the radial impeller wheel that faces away from the adjacent wall of the cooking chamber is preferred.
  • the air flow and the arrangement of the heating elements then lead to a better evaporation effect.
  • the atomizing element is also the cover plate of the radial impeller.
  • radial impellers already have a cover disk that holds these blades together on the side facing away from the cooking chamber wall. It is a perforated plate that has a uniform, circularly symmetrical hole centrally in the area near the axis for the passage of the cooking chamber atmosphere, which enters the radial impeller there, in order to be thrown outwards as usual. It does not have to be held on the axis, since it is already connected to the blades in the blade area.
  • this cover disk can now be given the additional task of collecting the water originating from the water outlet and conveying it outwards centrifugally.
  • cover plate is provided with a radially symmetrical surface structure which forms a circumferential channel.
  • cover disk of the radial impeller is arranged in a radial symmetry at an angle to the base plate that is greater than 5 ° and less than 90 °.
  • BESTATIGUNGSKOPIE An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. Show it:
  • FIG. 1 shows a section through a schematic view of a cooking appliance according to the invention.
  • FIG. 2 shows an enlarged illustration of the cover disk of the radial impeller from the embodiment in FIG. 1.
  • a cooking appliance for example a combi steamer, an oven or other hot air appliance, is shown schematically in section from the user's point of view 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 fan 20 is provided in order to distribute the heat generated by the heating element 12 or the air heated by it evenly in the cooking chamber 11.
  • 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 generally attached in the immediate flow field of the radial impeller 22. Other arrangements are possible, but this has proven itself.
  • the radial impeller 22 has a base plate 23, on which a plurality of blades 24 are arranged radially to the axis perpendicular to the base plate 23.
  • the base plate 23 of the radial fan wheel 22 is exactly perpendicular to the image plane,
  • the blades 24 can be curved or straight blades, but they essentially extend from the base plate 23 to the right, that is to say parallel to the axis of the radial impeller 22.
  • the blades 24 do not start on the axis, but leave the central area free, so that air can flow in parallel to the axis. This is at the same time the suction area of the radial impeller 22.
  • the blade area is therefore between an inner radius, at the same time the outer radius of the suction area, and an outer radius and is occupied by the blades 24.
  • the outer radius also corresponds approximately to the radius of the base plate 23.
  • cover disk 25 To mechanically stabilize the blades 24, they are supported on their side facing away from the base plate 23 by a cover disk 25.
  • This cover plate 25 is flat in conventional radial impellers.
  • the cover disk 25 of the radial impeller 22 shown is a flat disk which is perpendicular to the axis of the radial impeller 22.
  • the cover disk 25 is provided with a hole in the center, and it also extends approximately from the inner to the outer radius of the blade area.
  • a water supply 30 This feeds water via a water meter 31 and a water supply line 32 into the cooking space 11. Water is released at the water outlet 33, in the vicinity of the cover plate 25 of the radial impeller 22 Unlike in the prior art, the water outlet 33 is therefore not arranged inside or between the base plate 23 and the cover disk 25, but outside the radial impeller 22 adjacent to that side of the cover disk 25 which faces away from the blades 24.
  • the cover plate 25 is thus identical to the atomizing element.
  • the cover plate 25 rotates together with the other parts of the radial impeller 20 around the axis.
  • the peripheral speed of these components, including the cover plate 25, causes the water, which is now on the outside of the cover plate 25, to flow radially outward and to accelerate there.
  • the water thus flows outward on the cover plate 25, that is, with the cover plate 25 rotating in FIG. 1 upwards, downwards, towards or away from the viewer, specifically each water molecule, but all at the same time.
  • the cover plate 25 is not just a flat plate.
  • the cover plate 25 is provided with a surface structure, in particular with a type of channel. This channel optimizes the absorption of the water from the water outlet 33.
  • the geometry from FIG. 2 is to be presented in each case radially symmetrically around the axis of the radial impeller 22.
  • the channel is circular all round.
  • the water released from the water outlet 33 onto the outside of the cover plate or the atomizing element 25 has no possibility of getting into the radial impeller 22.
  • the centrifugal force which is exerted on the water droplets adhering to it by rotating the cover disk 25 must always be taken into account. This is substantially greater than the other forces, for example the force of gravity that wants to move the water droplets downwards, or the additional force exerted by the flow of the gas along the flow arrows 13 that would like to pull the water droplets inward into the blower.
  • the water coming from the direction of the water outlet 33 is optimally absorbed by the contour, structure or channel on or in the cover plate 25 and then distributed on the cover plate 25 with the aid of the centrifugal forces.
  • the contour shown is only one way of designing. Care is preferably taken to ensure that it is attached symmetrically all around in order to achieve a uniform, radially symmetrical distribution of the water droplets. Likewise, a geometry is preferred that tends to prevent the water from following the flow arrows 13 into the interior of the radial impeller 22 between the base plate 23 and the cover plate 25.
  • a particularly preferred shape is obtained when the cover disk 25 has an angle ⁇ with the base plate 23 of the radial impeller 22 in a radially symmetrical manner.
  • This angle a corresponds to the angle 90 ° -ß, which the surface of the cover plate 25 then encloses with the axis of the radial impeller 22.
  • This angle is shown schematically in FIG. Due to the centrifugal forces F z acting radially outward from the axis of the radial impeller 22, a contact force F a is created for the water on and against the cover plate 25.
  • the thickness of the water film is also reduced and even smaller drops are formed when the water film is torn off. This in turn is advantageous for the formation of steam.
  • angle a is relatively uncritical for the development of the effect, but the angle a is preferably greater than 5 ° and less than 90 °. This means that the angle ⁇ is preferably less than 85 ° and greater than 0 °.
  • the inner radius of the atomizing element 25 or the cover disk is such that it protrudes inward beyond the blade area, that is to say it projects into the exit area or modifies its outer radius somewhat, that is to say narrows it.
  • the air flow must therefore pass through a slightly smaller opening than without
  • BESTATIGUNGSKOPIE dust element 25 This leads to better overall flow behavior and to a more uniform distribution and acceleration of the water film.
  • 25 atomizing element in the embodiment also cover disc of the radial impeller

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Abstract

Ein Gargerät besitzt einen Garraum (11) und ein oder mehrere Heizelemente (12). Ferner ist ein Gebläse (20) vorgesehen, das ein Radialgebläserad (22) und ein mit dem Radialgebläserad (22) rotierendes Zerstäubungselement aufweist. Eine Wasserzufuhr (30) weist mindestens einen Wasseraustritt (33) auf, der Wasser auf das Zerstäubungselement (25) gibt. Dadurch soll eine Verdampfung des Wassers und damit eine feuchte Garraumluft geschaffen werden.Das Zerstäubungselement ist ein scheibenförmiges, achssymmetrisches Element, dessen Aussenradius gleich oder grösser dem des Innenradius des Schaufelbereiches des Radialgebläserades (22) ist. Das Zerstäubungselement ist in axialer Richtung neben dem Radialgebläserad angeordnet, und der Wasseraustritt (33) ist benachbart zum Zerstäubungselement (25) ausserhalb des Radialgebläserades (22) angeordnet.

Description

Gargerät mit Gebläse und Wasserzufuhr
Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem Garraum, mit ein oder mehreren Heizelementen, mit einem Gebläse, das ein Radialgebläserad mit einem Schaufelbereich aufweist, mit einem mit dem Radialgebläserad rotierenden scheibenförmigen, achssymmetrischen Zerstäubungselement, und mit einer Wasserzufuhr, die mindestens einen Wasseraustritt aufweist, der Wasser auf das Zerstäubungselement gibt.
Gargeräte werden zunehmend auch mit einem Dampferzeugersystem ausgestattet, um mit Hilfe der dann entstehenden feuchten Garraumluft die Garergebnisse zu verbessern. Solche Gargeräte sind beispielsweise Kombi-Dämpfer, Backöfen oder auch Heißluftgeräte. Sie dienen insbesondere der Zubereitung von Lebensmitteln für den Verzehr. Dabei ist es einerseits möglich, mittels eines garraumexternen Dampfgenerators Dampf zu erzeugen und diesen Dampf dann über eine Verbindung in den Garraum zu leiten.
In einem anderen, zunehmend interessanter werdenden Konzept wird der Dampf jedoch nicht von außen in den Garraum geleitet, sondern direkt im Garraum er- zeugt. 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 EP 0 233 535 B1 , der EP 0 383 366 B1 oder der EP 0 640 310 B1 Wasserzulei- tungen eingesetzt, die das Wasser auf die Nabe des Gebläses eines Umlaufgebläses bringen. Da sich die Nabe dreht, wird durch die Zentrifugalkraft das Wasser von der Nabe auf die Gebläseradschaufeln geleitet und dort das Wasser möglichst in Tropfen zerlegt, die dann in der heißen Garraumatmosphäre verdampfen sollen. Bei der EP 0 233 535 B1 und der EP 0 383 366 B1 ist die Nabe dabei etwa zylindrisch, in der EP 0 640 310 B1 wird ein Vorzerstäubungselement vorgeschlagen, das etwa kugelförmig ist und somit eine konvexe Oberfläche besitzt und so die Tröpfchen besser verteilen soll. In Vorschlägen gemäß der DE 197 31 544 A1 und der DE 41 31 748 C2 sind jeweils innerhalb des Radialgebläserades als Vorzerstäubungselemente Scheiben vorgesehen, die sich mit der Nabe mitdrehen. Die Scheiben sind achssymmetrisch. In der DE 197 31 544 A1 wird dabei das Wasser von außen in radialer Richtung auf den äußeren Umfang der Scheibe gegeben, in der DE 41 31 748 C2 schräg gegen ein sehr klein ausgebildetes Scheibenteil.
Die Beheizung der Garraumatmosphäre entsteht dabei durch elektrische Heizelemente oder aber auch durch Wärmetauscherrohre, in denen ein heißes Me- dium strömt, und die dadurch ebenfalls als Heizelement wirken. Um die entstehende Hitze gleichmäßig zu verteilen, werden diese Heizelemente in der Regel im unmittelbaren Strömungsfeld des Gebläserades angebracht.
In der EP 0 244 538 B1 und der EP 0 523 489 B1 werden jeweils ähnliche Kon- zepte vorgeschlagen, wobei dort das Wasser von außerhalb des Garraums achsparallel durch zentrale Durchführungen in die Nabe nach innen auf die Innenseite der Nabe gegeben wird, von wo es sich dann nach außen ebenfalls auf die Gebläseschaufeln verteilt. Damit das möglich wird, müssen komplizierte Abdichtungen und mitrotierende Klemmvorrichtungen vorgesehen werden, um die becherähnlichen (EP 0 244 538 B1 ) beziehungsweise kegelähnlich erweiterten (EP 0 523 489 B1) Naben stabil zu halten, Wasserdurchtritte an unbeabsichtigten Stellen zu verhindern und die Funktionsfähigkeit zu garantieren.
Nachteilig an allen vorgenannten Konzepten ist, dass die Umfangsgeschwindig- keit der beschriebenen Nabenbauteile auf Grund der verhältnismäßig kleinen Nabendurchmesser natürlich relativ niedrig ist. Diese relativ niedrige Umfangsgeschwindigkeit führt zu einer relativ geringen Zentrifugalkraft und damit zu einer nicht optimalen Verteilung der Wassertröpfchen, die relativ groß bleiben. Will man zur Verbesserung des Effektes die Gebläsedrehzahl bzw. die Drehzahl des Lüftermotors des Gebläses erhöhen, so führt dies zu höheren benötigten Motorleistungen, die die Kosten sowohl für das Gargerät als auch für dessen Betrieb erhöhen und daher nicht erwünscht sind. Auch sind dann die sich ergebenden höheren Luftgeschwindigkeiten im Garraum weder erforderlich noch erwünscht. In der EP 0 457 971 B1 , der DE 40 13 596 C2 und der DE 41 25 696 C1 werden daher Konstruktionen vorgeschlagen, in denen das Wasser nicht auf die Nabe, sondern in den Lufteintrittsbereich des Lüfterrades gebracht und dort verteilt wird. In der EP 0 457 971 B1 läuft das Wasser dabei über eine komplizierte Kaskadenverteilstruktur, in der DE 40 13 596 C2 wird es direkt auf die Schaufeln gegeben, und in der DE 41 25 696 C1 wird vorgeschlagen, das Wasser individuell verteilt über mehrere Wasserzuführungseinrichtungen jeweils vor den Heizkörpern abzugeben. Nachteilig an diesen Konstruktionen ist der relativ hohe Aufwand und die Komplexität der aufgebauten Anlagen. Dies führt zu hohen Kosten und erschwert insbesondere erheblich eine Reinigung der entsprechenden Gargeräte. Auch die Gleichmäßigkeit des Verteilens und damit der Wirkungsgrad sind unbefriedigend.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein gattungsgemäßes Gargerät vorzuschlagen, bei dem mittels einer konstruktiv möglichst einfachen Vorrichtung trotzdem eine möglichst kleine Tröpfchengröße erhalten wird, die dann in der heißen Umgebungsluft ein rasches Verdampfen und damit einen hohen Wirkungsgrad erzielen kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Zerstäubungselement einen Außenradius aufweist, der gleich oder größer dem des Innenradius des Schaufelbereichs des Radialgebläserades ist, dass das Zerstäubungselement in axialer Richtung neben dem Schaufelbereich des Radialgebläserades angeordnet ist, und dass der Wasseraustritt benachbart zum Zerstäubungs- element auf der dem Schaufelbereich des Radialgebläserades abgewandten Seite angeordnet ist.
Mit dieser Lösung wird überraschend die Aufgabe gelöst. Das Wasser aus dem Wasseraustritt gelangt jetzt auf ein Zerstäubungselement, das anders als bei der EP 0 640 310 B1 oder dem früheren Stand der Technik einen großen Radius besitzt, so dass auf Grund der Zentrifugalkraft am Umfang dieses Zerstäubungselements die Abschleudergeschwindigkeit erheblich sind. Gleichzeitig sind auf Grund des großen Umfangs auch die auf den einzelnen Umfangsabschnitt verteilten Wasserfilmmengen sehr viel kleiner und der Film sehr viel dünner, was die Bildung kleiner Tröpfchen erheblich begünstigt. Die kleinen Tröpfchen können dann problemlos in der Garraumatmosphäre verdampfen.
Bevorzugt ist das Zerstäubungselement auf derjenigen Seite des Radialgebläserades, das von der benachbarten Wand des Garraumes abgewandt ist. Die Luftströmung und die Anordnung der Heizelemente führen dann zu einem besseren Verdampfungseffekt.
Von ganz besonderem Vorteil ist es, wenn zugleich das Zerstäubungselement auch die Abdeckscheibe des Radialgebläserades ist. Radialgebläseräder besitzen zur Stabilisierung ihrer Schaufeln ohnehin schon auf der von der Garraumwand abgewandten Seite eine diese Schaufeln zusammenhaltende Abdeckscheibe. Es handelt sich um eine Lochplatte, die im achsnahen Bereich zentral ein gleichmäßiges, kreissymmetrisches Loch zum Durchtritt der Garraumatmosphäre aufweist, die dort in das Radialgebläserad eintritt, um wie üblich nach außen geschleudert zu werden. Sie muss nicht an der Achse gehalten werden, da sie ja schon im Schaufelbereich mit den Schaufeln verbunden ist.
Diese Abdeckscheibe kann nun in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Zusatzaufgabe bekommen, das aus dem Wasseraustritt stammende Wasser aufzufangen und zentrifugal nach außen zu fördern.
Das Wasser gelangt also anders als bei praktisch sämtlichen Konzeptionen aus dem Stand der Technik nicht mehr auf die Gebläseradschaufeln. Herkömmlich war stets davon ausgegangen worden, dass eben diese Schaufeln erforderlich sind, um die Wassertröpfchen fein zu verteilen, allein schon durch die Kraft, mit der die Wassertröpfchen dort aufprallen und zerplatzen. Eben dieser letztere Effekt tritt zwar ein, aber die zwar symmetrisch, aber nicht kontinuierlich verlau- fenden Schaufelflächen führen auch zu einer diskontinuierlichen Verteilung der Wassertröpfchen, die darüber hinaus aus ihrem Flug abgebremst und wieder kondensiert werden, statt den nach dem Abschleudern begonnenen Verdamp- fungsprozess fortzusetzen. Die Erfindung vermeidet nun das Aufprallen der Wassertröpfchen auf die Schaufelräder gänzlich, zusätzlich zu dem bereits erwähnten positiven Effekt eines Abschleuderns von einer wesentlich weiter von der Achse entfernt liegenden Position.
Zum einen wird nun das Wasser in einen Bereich geführt, wo ein Abschleudern durch die Zentrifugalkraft mit einer sehr hohen Geschwindigkeit möglich ist, was die Bildung sehr kleiner Tröpfchen begünstigt und damit den Verdampfungsef- fekt und den Wirkungsgrad steigert.
Zum anderen ist es gleichzeitig möglich, den Wasserfilm sehr dünn zu gestalten, da die verteilte Wassermenge über einen großen Flächenbereich und durch das Strömen nach außen auch über einen im Verhältnis zur Nabe sehr großen Um- fang verteilt wird. Die Menge an Wasser pro Umfangsabschnitt, also pro Länge, ist sehr viel geringer als bei einem Abschleudern von der Nabe, was ebenfalls das Bilden sehr kleiner Tröpfchen begünstigt, mit den gleichen vorteilhaften Folgen.
Gleichzeitig erübrigt sich das Vorsehen kompliziert aufgebauter Konstruktionen, womöglich mit Hinterschneidungen und schlecht zu reinigenden Bereichen. Benötigt wird lediglich eine Wasserzuführung an eine gut zugängliche und damit leicht zu reinigende Stelle im Garraum, nämlich vom Benutzer aus gesehen vor dem Radialgebläse. Außerdem wird die Außenseite der Abdeckscheibe genutzt, die auch bei bekannten Radiallüftern schon existiert und nun lediglich einen Zusatzzweck erfüllt. Auch diese Außenseite der Abdeckscheibe ist sehr gut zu reinigen. Sollten Kalkablagerungen entstehen, sind sie leicht von den Oberflächen zu entfernen, da diese zugänglich sind, keine Hinterschneidungen aufweisen und auch relativ flach sind. Darüber hinaus ist das Entstehen auch aufgrund der ho- hen Geschwindigkeiten reduziert.
Es gibt also weder umfangreiche Zusatzeinbauten, die Kosten verursachen und die Reinigung erschweren, noch besteht das Risiko einer Verkalkung und Ver- stopfung von Zuflusslöchern. Stattdessen werden durch die günstige Verwendung eines relativ großen Abschleuderradius kleinste Wasserteilchen abge.- schleudert und die Verdampfung begünstigt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Abdeckscheibe mit einer radialsymmetrischen Oberflächenstruktur versehen ist, die eine umlaufende Rinne bildet.
Dadurch werden diese Effekte verstärkt, und es lässt sich das in der Nähe der Abdeckscheibe von dem Wasseraustritt abgegebene Wasser besonders einfach und gleichzeitig sicher aufnehmen, und eine gleichmäßige Verteilung des Wassers über die gesamte Fläche der Abdeckscheibe sicher stellen.
Besonders bevorzugt ist es darüber hinaus, wenn die Abdeckscheibe des Radialgebläserades radialsymmetrisch in einem Winkel zur Grundplatte angeordnet ist, der größer als 5° und kleiner als 90° ist.
Auf diese Weise wird ein vorzeitiges Ablösen des Wassers von der Abdeckscheibe zuverlässig vermieden und durch den zusätzlich entstehenden Anpressdruck eine maximale Beschleunigung des Wassers beim Abschleudern von dem äußeren Umfang der Abdeckscheibe erreicht.
BESTATIGUNGSKOPIE Im Folgenden wird an Hand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch eine schematische Ansicht eines erfin- dungsgemäßen Gargeräts; und
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung der Abdeckscheibe des Radialgebläserades aus der Ausführungsform in Figur 1.
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 vorgesehen. 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.
Das Radialgebläserad 22 weist eine Grundplatte 23 auf, auf der radial zur Achse mehrere Schaufeln 24 senkrecht zur Grundplatte 23 angeordnet sind. Die Achse des Radialgebläserades 22 liegt also ebenso wie die Achse des Heizelements 12 in der Bildebene in Figur 1 und verläuft dort horizontal. Demzufolge steht die Grundplatte 23 des Radialgebläserrades 22 genau senkrecht zur Bildebene,
BESTATIGUNGSKOPIE nämlich auch senkrecht zur Achse. Die Schaufeln 24 können gekrümmte oder gerade Schaufeln sein, im Wesentlichen erstrecken sie sich aber von der Grundplatte 23 nach rechts, also parallel zur Achse des Radialgebläserades 22.
Wie bei Radialgebläserädern üblich, setzen die Schaufeln 24 nicht an der Achse an, sondern lassen den zentralen Bereich frei, damit dort achsparallel Luft zuströmen kann. Dies ist zugleich der Ansaugbereich des Radialgebläserades 22. Der Schaufelbereich liegt also zwischen einem inneren Radius, zugleich der äußere Radius des Ansaugbereiches, und einem äußeren Radius und wird von den Schaufeln 24 eingenommen. Der äußere Radius entspricht auch etwa dem Radius der Grundplatte 23.
Zur mechanischen Stabilisierung der Schaufeln 24 werden diese auf ihrer der Grundplatte 23 abgewandten Seite durch eine Abdeckscheibe 25 gestützt. Diese Abdeckscheibe 25 ist bei herkömmlichen Radialgebläserädern flach. In erster Näherung ist auch die Abdeckscheibe 25 des dargestellten Radialgebläserades 22 eine ebene Scheibe, die senkrecht auf der Achse des Radialgebläserades 22 steht. Die Abdeckscheibe 25 ist mittig mit einem Loch versehen, auch sie reicht etwa vom inneren bis zum äußeren Radius des Schaufelbereichs.
Ein weiteres wesentliches Element der erfindungsgemäßen Kombidämpfer mit Dampferzeugersystem ist eine Wasserzufuhr 30. Diese führt Wasser über einen Wasserdosierer 31 und eine Wasserzufuhrleitung 32 in den Garraum 11. Am Wasseraustritt 33 wird Wasser abgegeben, und zwar in der Nähe der Abdeck- scheibe 25 des Radialgebläserades 22. Anders als im Stand der Technik ist der Wasseraustritt 33 also nicht innerhalb oder zwischen der Grundplatte 23 und der Abdeckscheibe 25 angeordnet, sondern außerhalb des Radialgebläserades 22 benachbart zu derjenigen Seite der Abdeckscheibe 25, die von den Schaufeln 24 abgewandt ist.
Der Auslauf am Wasseraustritt 33 der Wasserzufuhr 30 ist drucklos beziehungsweise frei. Wie auch beispielsweise in der EP 0 640 310 B1, nur eben in
BESTATIGUNGSKOPIE ganz anderer Position, soll das Wasser nun auf ein Zerstäubungselement gelangen.
Schaut man sich gleichzeitig die Strömungspfeile 13 im Garraum 11 für das vom Heizelement 12 erhitzte und dem Gebläse 20 bewegte Gas an, so sieht man, dass dieses oben und unten im Garraum 11 von links nach rechts, also vom Gebläse 20 weg gefördert wird, während es zentral und um die Achse des Radialgebläserades 22 herum angesaugt wird, sich also in der Figur 1 von rechts nach links bewegt. Diese Bewegung wird auch unterstützt durch ein Blech 14, das im Garraum 11 das Heizelement 12 abschirmt und so die vorbeschriebene Richtung der Strömungspfeile 13 erzwingt, die den Stromablauf des Gases beschreiben.
Eben diese achsennahe Strömung in Richtung auf das Radialgebläserad 22 des Gebläses 20 zu, führt aber auch dazu, dass die am Wasseraustritt 33 freige- setzten Wassertröpfchen auf die Außenseite der Abdeckscheibe 25 gelangen. In der dargestellten Ausführungsform wird damit die Abdeckscheibe 25 identisch mit dem Zerstäubungselement. Die Abdeckscheibe 25 rotiert zusammen mit den übrigen Teilen des Radialgebläserades 20 um die Achse herum. Die Umfangsgeschwindigkeit dieser Bauteile, also auch der Abdeckscheibe 25, führt dazu, dass das Wasser, das jetzt auf der Außenseite der Abdeckscheibe 25 sich befindet, radial nach außen strömt und dorthin beschleunigt wird. Das Wasser strömt also auf der Abdeckscheibe 25 nach außen, also bei sich drehender Abdeckscheibe 25 in der Figur 1 nach oben, nach unten, auf den Betrachter zu oder von ihm weg, und zwar jedes Wasser-Molekül separat, aber alle gleichzei- tig.
Der relativ geringe Volumenstrom des Wassers auf der Abdeckscheibe 25 bei der gleichzeitig verhältnismäßig großen Oberfläche der Abdeckscheibe 25 führt zu einem sehr dünnen Wasserfilm auf der Abdeckscheibe. Dieser sehr dünne Wasserfilm gelangt schließlich an die äußerste Kante der Abdeckscheibe, also ihren äußeren Umfang. Gerade dort nun herrschen die höchsten Zentrifugalkräfte. An dieser äußersten Kante der Abdeckscheibe beziehungsweise dem Zerstäubungselement 25 reißt damit der sehr dünne Wasserfilm ab. Auf diese Weise entstehen sehr kleine Wassertröpfchen in der Atmosphäre des Gases im Garraum 11 , die rasch verdampfen und so den erwünschten Dampf erzeugen. Auch dieser Dampf folgt nun den Strömungspfeilen 13 im Gar- räum 11 , abgeschirmt durch das Blech 14 wird also der Dampf mit den übrigen Gasen zunächst achsparallel nach rechts und dann letztlich im gesamten Garraum 11 verteilt.
Bereits in der Figur 1 zu erkennen, vergrößert aber in Figur 2 dargestellt ist, dass die Abdeckscheibe 25 in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nicht nur eine ebene Scheibe ist. Optional, aber bevorzugt ist die Abdeckscheibe 25 mit einer Oberflächenstruktur, insbesondere mit einer Art Rinne versehen. Diese Rinne optimiert die Aufnahme des Wassers aus dem Wasseraustritt 33. Die Geometrie aus der Figur 2 ist jeweils radial symmetrisch um die Achse des Radialgebläserades 22 herum vorzustellen. Die Rinne ist also umlaufend kreisförmig.
Das aus dem Wasseraustritt 33 auf die Außenseite der Abdeckscheibe beziehungsweise des Zerstäubungselementes 25 abgegebene Wasser hat keine Möglichkeit, in das Radialgebläserad 22 hineinzugelangen. Zu berücksichtigen ist dabei stets die Zentrifugalkraft, die durch das Rotieren der Abdeckscheibe 25 auf die an ihm haftenden Wassertröpfchen ausgeübt wird. Diese ist wesentlich größer als die weiteren Kräfte, also beispielsweise die Schwerkraft, die die Wassertröpfchen nach unten bewegen möchte, oder die durch die Strömung des Gases zusätzlich ausgeübte Kraft längs der Strömungspfeile 13, die die Wassertröpfchen nach innen in das Gebläse hineinziehen möchte.
Durch die Kontur, Struktur bzw. Rinne auf oder in der Abdeckscheibe 25 wird das aus Richtung des Wasseraustritts 33 kommende Wasser optimal aufgenom- men und dann mit Hilfe der Zentrifugalkräfte auf der Abdeckscheibe 25 verteilt. Die dargestellte Kontur ist nur eine Möglichkeit der Gestaltung. Bevorzugt wird darauf geachtet, dass sie umlaufend symmetrisch angebracht ist, um eine gleichmäßige radialsymmetrische Verteilung der Wassertröpfchen zu erzielen. Ebenso ist eine Geometrie bevorzugt, die das Wasser tendenziell daran hindert, den Strömungspfeilen 13 folgend in das Innere des Radialgebläserades 22 zwischen der Grundplatte 23 und der Abdeckplatte 25 zu gelangen.
Eine besonders bevorzugte Form ist dann gegeben, wenn die Abdeckscheibe 25 radialsymmetrisch einen Winkel a zur Grundplatte 23 des Radialgebläserades 22 aufweist. Dieser Winkel a entspricht dem Winkel 90 ° - ß, den die Oberfläche der Abdeckscheibe 25 dann mit der Achse des Radialgebläserades 22 einschließt. In der Figur 2 ist dieser Winkel schematisch dargestellt. Durch die radial von der Achse des Radialgebläserades 22 nach außen wirkenden Zentrifugalkräfte Fz entsteht eine Anpresskraft Fa für das Wasser auf und gegen die Abdeckscheibe 25. Der bevorzugt relativ kleine Winkel a zwischen der Grundplatte 23 und damit der Senkrechten zur Achse des Radialgebläserades 22 einerseits und der Steigung der Abdeckscheibe 25 nach außen andererseits führt daher nun dazu, dass die Anpresskraft Fa ein vorzeitiges Ablösen von Wassertröpfchen von der Abdeckscheibe 25 verhindert und dadurch eine maximale Beschleunigung des Wassers erzielt wird.
Durch die höhere Geschwindigkeit und den höheren Andruck wird darüber hinaus die Dicke des Wasserfilmes geringer und es entstehen beim Abreißen des Wasserfilms am äußeren Umfang noch kleinere Tropfen. Das wiederum ist für die Dampfbildung von Vorteil.
Die exakte Größe des Winkels a ist relativ unkritisch für das Entstehen des Effektes, der Winkel a ist aber bevorzugt größer als 5 ° und kleiner als 90 °. Das bedeutet, dass der Winkel ß bevorzugt kleiner als 85 ° und größer als 0 ° ist.
Wie den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, ist der Innenradius des Zerstäu- bungselementes 25 beziehungsweise der Abdeckscheibe so, dass diese den Schaufelbereich nach innen überragt, also in den Ausgangsbereich hineinragt beziehungsweise dessen Außenradius etwas modifiziert, ihn also verengt. Die Luftströmung muss also durch eine etwas kleinere Öffnung als ohne das Zer-
BESTATIGUNGSKOPIE stäubungselement 25. Dies führt zu einem besseren Gesamtströmungsverhalten und zu einem gleichmäßigeren Verteilen und Beschleunigen des Wasserfilms.
Bezugszeichenliste
10 Gargerät
11 Garraum 12 Heizelement
13 Strömungspfeile im Garraum
14 Blech
20 Gebläse 21 Lüftermotor des Gebläses
22 Radialgebläserad
23 Grundplatte des Radialgebläserades
24 Schaufeln des Radialgebläserades
25 Zerstäubungselement in der Ausführungsform zugleich Abdeck- Scheibe des Radialgebläserades
26 Oberflächenkontur der Abdeckscheibe
30 Wasserzufuhr
31 Wasserdosierung 32 Wasserzufuhrleitung
33 Wasseraustritt
a Winkel der Abdeckscheibe zur Grundplatte ß Winkel zwischen Abdeckscheibe und Achse des Radialgebläserades
Fz Zentrifugalkraft
Fa Anpresskraft oder Andruckkraft
BESTATIGUNGSKOPIE

Claims

Patentansprüche
1. Gargerät mit einem Garraum (11 ), - mit ein oder mehreren Heizelementen (12), mit einem Gebläse (20), das ein Radialgebläserad (22) mit einem Schaufelbereich aufweist, mit einem mit dem Radialgebläserad (22) rotierenden scheibenförmigen, achssymmetrischen Zerstäubungselement (25), und - mit einer Wasserzufuhr (30), die mindestens einen Wasseraustritt
(33) aufweist, der Wasser auf das Zerstäubungselement (25) gibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungselement (25) einen Außenradius aufweist, der gleich oder größer dem des Innenradius des Schaufelbereichs des Radialgebläse- rades (22) ist, dass das Zerstäubungselement (25) in axialer Richtung neben dem Schaufelbereich des Radialgebläserades (22) angeordnet ist, und dass der Wasseraustritt (33) benachbart zum Zerstäubungselement (25) auf der dem Schaufelbereich des Radialgebläserades (22) abgewandten Seite angeordnet ist.
2. Gargerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungselement (25) mit einer radialsymmetrischen Oberflä- chenstruktur (26) versehen ist, die eine umlaufende Rinne bildet.
3. Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungselement (25) radialsymmetrisch in einem Winkel ß zur Achse des Radialgebläserades (22) angeordnet ist, der kleiner als 85 ° und größer als 0 ° ist.
BESTATIGUNGSKOPIE
4. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungselement (25) auf derjenigen Seite des Radialgebläserades (22) angeordnet ist, die von der benachbarten Wand des Garraumes (11 ) abgewandt ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungselement (25) in der Mitte gelocht ist und der Innenra- dius zugleich den Außenradius des Ausgangsbereiches des Radialgebläserades (22) bildet.
6. Gargerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungselement (25) zugleich eine Abdeckscheibe (25) des
Radialgebläserades (22) bildet.
BESTATIGUNGSKOPIE
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