WO2020221596A1 - NIEDERDRUCKGEFÄßDECKEL MIT SIGNALVORRICHTUNG - Google Patents

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WO2020221596A1
WO2020221596A1 PCT/EP2020/060706 EP2020060706W WO2020221596A1 WO 2020221596 A1 WO2020221596 A1 WO 2020221596A1 EP 2020060706 W EP2020060706 W EP 2020060706W WO 2020221596 A1 WO2020221596 A1 WO 2020221596A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow channel
pressure vessel
reed
low
flow
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/060706
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Dörr
Benjamin Heidrich
Original Assignee
Fissler Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Fissler Gmbh filed Critical Fissler Gmbh
Publication of WO2020221596A1 publication Critical patent/WO2020221596A1/de

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00Cooking-vessels
    • A47J27/56Preventing boiling over, e.g. of milk
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/06Lids or covers for cooking-vessels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00Cooking-vessels
    • A47J27/21Water-boiling vessels, e.g. kettles
    • A47J27/212Water-boiling vessels, e.g. kettles with signaling means, e.g. whistling kettles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/32Time-controlled igniting mechanisms or alarm devices

Definitions

  • the present invention relates to a low-pressure vessel cover with a signal device for detecting boiling, in particular the beginning of boiling egg ner liquid.
  • the detection is linked to an acoustic signal.
  • low-pressure vessel refers to vessels or cooking vessels that are not sealed by additional measures in order to generate overpressure therein.
  • they are normal saucepans or cooking vessels in which liquids, for example water, can be heated and brought to a boil.
  • the overpressure resulting from the steam pressure is essentially determined by the weight of the lid (counterpressure due to the force of weight) and the accuracy of fit of the lid on the contact surfaces on the pot.
  • Such saucepans or heatable cooking vessels are still the most frequently used aids for food preparation worldwide.
  • the heating nowadays usually takes place by means of electrical or gas-operated heating systems that are integrated into so-called single hotplates or built-in hobs.
  • Such heating systems only have a power control via which the user can set a defined power of e.g. 600 watts in level 1, 1200 watts in level 2, 1800 watts in level 3, etc.
  • a temperature control or a closed temperature control circuit is not provided as standard.
  • the heating systems mentioned mean that the user often has to adjust the power setting during the cooking process. It is important that the power adjustment takes place at the right time, which in turn means that the user has to watch and control the cooking process in a time-consuming manner, at least at regular intervals.
  • DE 20 2013 001 944 U1 also shows a system that is intended to prevent boiling over or to indicate the boiling of a liquid.
  • This is formed by a double-walled pot lid into which a liquid can be introduced.
  • This liquid is also heated during cooking and the resulting steam flows through an opening to the signal transmitter, which consists of a reed plate with a reed tongue attached to it.
  • the object of the present invention is to propose a low pressure vessel cover which acoustically indicates boiling of liquid heated in the low pressure vessel. It is essential that the steam pressure generated directly in the cooking vessel should be used.
  • the acoustic signal generator should react reliably even to a relatively low overpressure in the vessel. Furthermore, a long service life of the acoustic signal generator should be guaranteed.
  • the low-pressure vessel lid comprises a plate-shaped base plate for resting on a vessel edge of a low-pressure vessel, a first opening in the base plate, an acoustic signal device for De detection of a boiling point of a liquid that is heated in the low-pressure vessel, wherein the acoustic signal device comprises a reed plate system with a reed plate, a reed plate opening and a reed tongue, a first flow channel that extends from the first opening in the base plate extends to a first outlet opening, and a second flow channel extending transversely to the first flow channel, which has an air intake opening in its first end area and opens into the first flow channel in its second end area.
  • the flow channels are designed in such a way that a fluid flowing through the first flow channel generates an air flow in the second flow channel.
  • the acoustic signal device can be arranged in the second flow channel and is designed to be excited by the air flow and to generate a signal tone of at least 40 dB.
  • the invention uses as a signaling device a reed plate system with souschla gender reed tongue as an acoustic signal generator.
  • the striking tuning part is usually a metallic strip of material that is attached at one of its ends to a tightly fitting, usually also metallic frame, the voice plate.
  • the free moving part of the reed tongue almost completely covers the reed plate opening of the reed plate with the exception of an air gap that surrounds the reed plate.
  • an ascending gaseous volume flow for example water vapor
  • the first flow channel in the direction of the first outlet opening.
  • the first flow channel can be designed to taper starting from the base plate in the direction of the second flow channel.
  • the gaseous volume flow flowing through the tapered area of the first flow channel is accelerated by the channel constriction.
  • a static negative pressure arises in a section of the first channel section downstream of the tapered area, in which the second flow channel also opens into the first flow channel.
  • the tongue can begin to vibrate due to the air flow sucked through the reed plate and thereby generate a sound.
  • the reed tongue and the reed plate can be made in several parts or in one piece.
  • the reed plate system can, for example, be made of stainless steel. In such a configuration, the sound generation is not guaranteed directly by the gaseous volume flow of the first flow channel, but only indirectly by the described unpressure generation and the associated generation of an additional air flow.
  • a circumferential air gap between the reed and the tuning frame or the reed plate is reduced as much as possible, so that pressure losses are also reduced to a maximum.
  • the reed tongue thus almost completely covers the reed plate opening min of the reed plate. It has been shown that, according to the invention, the reed tongue should cover approximately 95% to 99%, preferably 97 to 98% of the reed plate opening in the reed plate so that it begins to vibrate at the lowest possible pressure. It is essential that the reed tongue can swing freely through the reed plate opening of the reed plate. In order to further promote easy and quick response of the reed, it is made of an elastic material with the smallest possible thickness, for example stainless steel with a thickness of about 0.2 mm.
  • the reed tongue is preferably placed on the reed plate at the end via the reed base. If the side of the reed plate on which the reed tongue is placed is oriented against the direction of flow of the fluid (be it the gaseous volume flow or the air flow), ie facing the fluid, the fluid first hits the reed tongue.
  • the static pressure that acts on the surface of the reed that is directed against the current helps to move the reed a little towards the reed plate.
  • the main driving force is the local negative pressure behind the reed tongue in the reedplate channel.
  • the reed tongue is bent in such a way that it has a greater distance of 0.2-0.5 mm to its free end from the reed plate than on the reed tongue base (absolutely towards zero).
  • the resulting gap represents the effective flow cross section, so to speak.
  • the circumferential gap in the flat position of the reed to the reed plate is only required to prevent the tuning slides from jamming in the reed plate, so ideally this would also be zero.
  • the amplitude of the oscillation then increases so that the reed tongue dips deep into the opening of the reed plate or, depending on the pressure conditions, completely dips through and, conversely, deflects well above the zero position.
  • the thicker the reedplate the higher the vibration amplitude and thus the achievable volume and vice versa. The reason for this is that as soon as the reed tongue is completely immersed through the reed plate, the channel is opened again and thus the static pressure is lost (the acceleration comes to a standstill).
  • Such a reedplate system is usually only suitable for devices that provide a significant overpressure, since the reedplate needs this overpressure, which is composed of static and dynamic pressure, in order to be able to generate a sound. In the case of wind instruments, for example, this necessary pressure is easily generated by the player; even with tea kettles with water there is more than enough excess pressure due to the sealed vessel. Since a normal saucepan usually has no seals, the overpressure that can be generated is, however, several factors lower than, for example, a tea kettle.
  • the pressure in low-pressure vessels is a maximum of 0.04 bar, but is usually significantly lower, usually in the low l / 1000 bar range.
  • the overpressure also ensures that any condensate that arises on the reed plate system is blown away, so that the reed cannot be blocked.
  • a reedplate system can basically be used.
  • the sensitivity to condensate can also be reduced by various measures.
  • a first flow channel is provided between the opening in the plate-shaped base plate of the low-pressure vessel cover and a first outlet opening.
  • a second flow channel extends transversely to the first flow channel, which has an air intake opening in its first end area and opens into the first flow channel in its second end area.
  • the indication of a second flow channel running "transversely" to the first flow channel means that the second flow channel runs at an angle to the first flow channel.
  • the main axes of extension of the flow channels are thus arranged at an angle to one another, the flow channels also being able to have curves
  • the indication “transversely” leaves open whether the second flow channel runs in the same horizontal plane as the first flow channel or is perpendicular to it.
  • the gaseous volume flow (eg water vapor) flowing through the first flow channel generates an air flow in the second flow channel.
  • the air stream flows from the air intake opening in the direction of the first flow channel (that is, in the direction of the opening of the second into the first flow channel). Due to the inventive arrangement of the reed plate system in the second flow channel, the air flow flows to the reed plate system.
  • the incoming air stream causes the signal to be generated in the reed plate system or the signal device.
  • the inventive arrangement is a direct material contact between the water-containing gaseous volume flow (e.g. water vapor) escaping due to the boiling process and the reed plate system avoided. Accordingly, undesired condensation in the area of the reedplate system is also avoided.
  • the first flow channel can have a mixing chamber which is arranged downstream of the second flow channel in the direction of flow of the fluid (e.g. water vapor).
  • the first flow channel can have a diffuser region downstream of the mixing chamber in the flow direction of the fluid.
  • At least one diffuser can be arranged in the diffuser area.
  • a diffuser usually slows down a gas flow (in the present case, for example, slows down a mixture of water vapor and air) while increasing the gas pressure at the same time.
  • a diffuser provides an expansion of a flow cross-section.
  • the diffuser is particularly suitable for reducing the flow velocity of the volume flow accelerated in the tapering region of the first channel section.
  • the gaseous volume flow e.g. water vapor
  • the sucked in air mix in the mixing chamber.
  • the mixing chamber can have a first end region and a second end region.
  • the first end region is arranged in the vicinity of the second flow channel. The sucked-in air flow therefore enters the first end region of the mixing chamber and is there mixed with the gaseous volume flow escaping from the cooking vessel.
  • the acoustic signal device can be arranged in the second end region of the mixing chamber. In this position, too, the signal device is set up to be excited by a mixture of flowing fluid (in particular water vapor) and air flow and to generate a signal tone of at least 40 dB. In the designated arrangement, the signaling device is therefore exposed to a mixture of water vapor and air.
  • the signaling device is therefore exposed to a mixture of water vapor and air.
  • the relative proportion of the water vapor flowing into the reedplate system is therefore reduced, namely to the proportion that is provided by the air flowing in. This is directly associated with a reduction in the formation of condensation.
  • the same effect is achieved if the acoustic signal device is arranged in the diffuser area or in an area of the first outlet opening.
  • the fluid / air mixture or air (when the reed plate system is arranged in the second flow channel) between the opening in the lid can be used in the first and / or second flow channel in the direction of flow of the fluid / air mixture or the air and a component with a high thermal capacity can be arranged in the reed plate system.
  • the component must have a higher heat capacity than the reed plate system itself, because it remains colder than the reed plate system, at least until the heat capacity is used up, and the condensate is thus deposited on this component. Due to the high heat capacity of the component, it heats up very slowly, which means that more water vapor can condense over time.
  • the wall of the first and / or second flow channel can be manufactured at least in some areas from a material with a heat capacity that exceeds the heat capacity of the reed plate.
  • the flow channel to the reed plate system can be kept closed during the heating phase by a valve arranged in the first flow channel.
  • This valve opens when the heating phase has ended or when there is sufficient pressure from the fluid to immediately make the reed of the reed plate system vibrate. This completely avoids the annoying formation of condensation on the reed plate during the heating phase. So in this phase no fluid can flow in the direction of the reed plate system.
  • the valve can be designed for example as a weight valve, but alternatively also by a conventional pressure relief valve according to the prior art.
  • the reed tongue reacts particularly sensitively when the angle of inclination of the reed plate system is approximately 35 ° to 55 °, preferably 45 ° inclined to the direction of flow of the fluid or to the direction of plumb. Furthermore, this arrangement also reduces the condensate sensitivity of the reed plate system, especially when the side of the reed plate on which the reed plate is mounted is used against the direction of flow and the reed base points down towards the cover, i.e. during the intended use in plumb direction. The force of gravity and the angle of appearance of the flow help to divert the condensate towards the reed base.
  • the reedplate system can also be improved according to the invention in terms of improving the condensate behavior by providing condensate grooves on the reedplate. This creates a sufficient, but not too large, additional cross-section for the fluid flow, which ensures that the fluid can escape more quickly during the heating phase, instead of condensing on the reed plate system and thus blocking the reed tongue.
  • Another measure according to the invention is the coating of the reed plate system with a hydrophilic or hydrophobic coating.
  • a hydrophilic coating causes the condensate droplets to spread, so that they are less disruptive due to the more homogeneous mass distribution on the reedplate system.
  • a hydrophobic coating significantly improves the drainage of the troublesome condensate droplets.
  • the reed plate system exhibits a particularly positive condensate behavior when it is made of a tin-plated material.
  • the reed plate system has the lowest possible total mass, which reduces the total heat capacity of the reed plate system. In connection with the integration into the molded part, the reed plate system is sufficiently retained even with very large temperature differences, which is relevant for the necessary vibration.
  • the reed plate system is inserted into an at least regionally massive, thermally stable and slightly flexible molded part, preferably made of silicone.
  • This molded part serves as a vibration counter-bearing and at the same time as a thermal insulator, which additionally reduces the condensate sensitivity of the voice plate system.
  • the reedplate system heats up very quickly due to the flowing fluid, which in turn leads to low condensation.
  • the adhesion of the condensate that is still formed is significantly reduced by the slight vibrations of the reedplate system, which are made possible by the flexible molded part.
  • the condensate droplets detached in this way can then run through the preferred positioning of the reed plate with Stimmzun genfuß in the drainage direction below and an angle of 35 to 50 ° inclined to the flow or plumb direction without blocking the reed.
  • Another measure according to the invention to reduce the formation of condensate on the reed plate system is an optimized construction of the cooking vessel / lid rim system, which ultimately increases the system tightness and thus the overpressure prevailing in the cooking vessel through plane-parallel corresponding surfaces.
  • the higher overpressure which is still well below the pressure of tea kettles, for example, creates more response reserves for the reed plate system, and the higher flow speed and oscillation amplitude further reduce the adhesion of condensate.
  • the condensing water vapor creates a liquid film between the cooking vessel and the vessel lid, which creates an additional sealing effect.
  • Another possibility to reduce the failure rate of the reed plate system through condensation sat formation when controlled by pure water vapor, is basically to ensure sufficient pressure in the vessel. This is just at important for a low-pressure vessel, since even a slight reduction in pressure can lead to the pressure-sensitive signal device not functioning properly. However, if the pressure in the low-pressure vessel remains in the upper pressure range, the flow pressure and volume flow are sufficient to "blow out" the reedplate system.
  • a sealing element is therefore provided between the pot and the lid that seals the system exclusively via the surface pressure that the lid weight generates.
  • the pressure increase that can be achieved with this design is limited by the weight of the cover, but it already achieves a significant reduction in the failure rate.
  • Another particularly advantageous measure according to the invention provides a telement you in a special embodiment, which generates an additional frictional connection.
  • the frictional engagement can be adjusted as required up to a certain limit and ensures the desired pressure level.
  • a safety valve can be provided which limits the theoretically achievable pressure so that the lid can under no circumstances become detached from the pot, endangering the user. It is also true for these advantageous design variants that the maximum pressure that occurs does not exceed approximately 0.04 bar.
  • Another measure according to the invention for ensuring the necessary pressure in the low-pressure vessel provides for increasing the weight of the lid. This can be done on the one hand via the geometry, material thickness and material or, in accordance with the invention, via an additional weight, which is implemented by a special geometry of the fastening screw for the lid handle.
  • the low-pressure vessel cover has a cover handle in which the signaling device according to the invention is accommodated with all associated components. Accordingly, the opening in the base plate of the lid, through which the fluid can exit, is in the Arranged in the area of the lid handle or connected to this via the first flow channel.
  • the signal device can be switched on and off so that the user can choose whether he wants to use it or not.
  • the shutdown is based on the principle that the escaping fluid cannot reach the signal device, but is diverted to the environment in some other way.
  • the plate-shaped base plate of the low-pressure vessel cover can have two openings, each of which allows the fluid or water vapor (or a fluid or water vapor-air mixture) to flow out.
  • a first flow channel connects a first opening with the reedplate system so that escaping water vapor or the air sucked into a second flow channel via the escaping water vapor can generate an acoustic signal (see the explanations mentioned above).
  • a third flow channel connects the second opening with the environment so that the fluid can be discharged directly through this without an acoustic signal.
  • valve 1 (reed plate) open / valve 2 closed
  • valve 1 (reed plate) closed / valve 2 open
  • valve 1 (reed plate) closed / valve 2 closed
  • the lid handle has two switchable valves which each close or release one of the openings can.
  • a rocker switch is particularly user-friendly because it can be opened and closed quickly and easily.
  • two telescopic locking bolts with plate seals arranged at the end can be moved via the rocker switch in the direction of the openings. They snap into place with grooves in parallel spring steel sheets and remain in the selected position. Both valves are closed when the rocker switch is in a central position. Actuating the rocker switch in one direction causes the first valve to lift from the first opening and thus a release of the first flow channel in the direction of the reedplate system. Depressing the rocker switch on the other side causes the second valve to lift and thus the second opening to be released, which means, for example, water vapor can be discharged directly to the environment.
  • the underside of the lid handle is completely sealed against the plate-shaped base plate of the lid by a removable molded seal, preferably made of silicone.
  • a removable molded seal preferably made of silicone. This avoids direct food contact with the potentially critical materials and also prevents the cover fitting from becoming dirty. The removability of the molded seal also facilitates its cleaning.
  • Additional locking positions for fine adjustment of the flow cross-sections of the respective flow channels can also be provided in the cover handle.
  • a double valve system can also be provided in a further embodiment in combination with an additional seal between the cooking vessel and the lid of the low-pressure vessel, so that a low-pressure cooking level setting of ⁇ 0.04 bar is possible.
  • Another inventive feature is a design of the reed plate system on frequencies ⁇ 400 Hz. Such a low-frequency design leads to a significantly higher volume even at very low pressures than would be the case with higher frequencies, which has been empirically proven in experiments.
  • Fig. 1 a reed plate system in front view
  • Fig. 3 a lid handle with a double valve system in the closed state
  • Fig. 4 the lid handle from Fig. 3 in the open / closed state
  • FIG. 5 a view from below of the lid handle with a knotted-in molded seal and an inserted reedplate system
  • FIG. 6a a schematic view of the first and second flow channels or the arrangement of the reed plate system in a first embodiment of the invention
  • 6c a schematic view of the first and second flow channels or the arrangement of the reed plate system in an alternative embodiment of the invention
  • FIGS. 1 and 2 show a reed plate system 20 in a front view (FIG. 1) and in a sectional view (FIG. 2) according to the section line A / A from FIG.
  • a reed plate 22 with a reed plate opening 24 Shown is a reed plate 22 with a reed plate opening 24.
  • the reed plate 22 forms a type of frame that is largely covered by a reed 26 from.
  • the reed tongue 26 is attached to the end of the reed plate 22 via its reed tongue base 28, preferably welded or riveted.
  • the reed plate 22 thus has a reed side 30 and a rear side 32.
  • the reed tongue 26 largely covers the reed plate opening 24, but a circumferential air gap 25 (not visible, see FIG. 7) of the smallest possible width remains.
  • the air gap is sufficiently large to allow the reed tongue 26 to vibrate, but at the same time the air gap should be as small as possible in order to provide the largest possible closed surface to the incident fluid or the incident air. It has been shown that a maximum of 4% of the total area of the reed plate opening 24, preferably only 1 to 2%, should remain free.
  • the reed tongue 26 has a tuning head 34 which has a greater thickness than the rest of the course of the reed tongue 26. This leads to an increased mass at the free end of the reed 26, which in turn supports the oscillation of the reed 26.
  • the mass distribution directly determines the frequency, in the embodiment shown the reed is realized around 400Hz.
  • FIGS. 3 and 4 show a preferred lid handle 36 in section, once in the closed state (FIG. 3) and once in the open / closed state (FIG. 4).
  • the lid handle 36 is arranged on a plate-shaped base plate 37 of a lid with a first opening 39 and a second opening 41. Through these openings 39, 41 in the base plate, fluid or water vapor can exit from a low-pressure cooking vessel, also not shown, and flow into the lid handle 36.
  • the openings 39, 41 can be closed via a first valve 38 and a second valve 40.
  • the valves 38, 40 have plate seals 42 at their ends for resting on the base plate. They are connected to a rocker switch 46 via telescopic locking bolts 44.
  • both valves 38, 40 or plate seals 42 rest on the base plate 37 and close the openings 39, 41.
  • the rocker switch 46 is mounted in a cover handle housing 54 in which all other elements of the reed plate system 20 are also arranged.
  • the rocker switch 46 only allows the following valve positions:
  • FIG. 5 which shows a view from below of the lid handle 36, shows that a first flow channel 56 leads from the first opening 39 in the base plate 37 to a first outlet opening 58.
  • the low-pressure vessel cover can have a second flow channel 57 which extends transversely to the first flow channel 56.
  • a fluid escaping from the cooking vessel e.g. water vapor
  • the first flow channel 56 extends preferably horizontal, that is, runs in a horizontal De cover plane.
  • the "transverse" orientation of the second flow channel 57 relative to the first flow channel 56 means that the flow direction defined by the second flow channel 57 runs at an angle to the flow direction of the first flow channel 56 (compare the one indicating the flow direction of the air).
  • the second flow channel can also run in a horizontal plane, but the second flow channel 57 preferably extends perpendicular to the first flow channel 56.
  • the second flow channel has an air intake opening 90 in its first end region 81. In its second end area 82 the second flow opens flow channel 57 into the first flow channel 56.
  • the gaseous volume flow e.g. water vapor
  • the air flow flows from the air intake opening 90 in the direction of the first flow channel 56 (i.e. in Direction of the mouth of the second flow channel 57 in the first Strö flow channel 56).
  • the reed plate system 20 can be arranged in the second flow channel 57.
  • the air flow flowing through the second flow channel 57 flows to the reedplate system 20 and ultimately causes the acoustic signal to be generated in the reedplate system 20.
  • Such an arrangement creates direct material contact between the water-containing gaseous volume flow (e.g. water vapor) that escapes due to the boiling process ) avoided with the reedplate system 20. Accordingly, an undesired formation of condensation in the area of the reed plate system 20 is avoided.
  • FIGS. 6a-c also show that the first flow channel 56 can have a mixing chamber 95 which is arranged downstream of the second flow channel 57 in the direction of flow of the fluid (e.g. water vapor). Furthermore, the first flow channel 56 can have a diffuser region 96 downstream of the mixing chamber 95 in the flow direction of the fluid. At least one diffuser can be arranged in the diffuser region 96. As a rule, a diffuser slows down a gas flow (in this case, for example, slows down a water vapor-air mixture) while increasing the gas pressure. In principle, a diffuser provides an extension of a flow cross-section.
  • the diffuser is particularly suitable for reducing the flow velocity of the volume flow accelerated in a tapered region 98 of the first flow channel 56.
  • the gaseous volume flow e.g. water vapor
  • the sucked in air mix.
  • the mixing chamber 95 has a first end region 91 and a second end region 92.
  • the first end region 91 is arranged in the vicinity of the second flow channel 57. The sucked in air flow thus enters the first end region 91 of the mixing chamber 95 and is mixed there with the gaseous volume flow escaping from the cooking vessel.
  • the acoustic signal device or the reed plate system 20 can also be arranged in the second end region 92 of the mixing chamber 95. In this position, too, the reed plate system is set up to be excited by a mixture of flowing fluid (especially water vapor) and air flow and to generate a beep of at least 40 dB.
  • the signal device (the voice plate system) is flowed against by a mixture of water vapor and air.
  • the relative proportion of the water vapor flowing towards the reed plate system 20 is thus reduced, namely to that proportion which is provided by the inflowing air. This is directly associated with a reduction in the formation of condensation.
  • the acoustic signal device is arranged in the diffuser area 96 (see FIG. 6c) or in an area of the first outlet opening 58.
  • a third flow channel 60 leads from the second opening 41 in the base plate 37 to a second outlet opening 62.
  • the cover handle 36, in particular the flow channels 56, 57 and 60 and the two valves 38, 40 are connected via a The molded seal 64 is sealed against the base plate 37 of the low-pressure vessel cover.
  • FIG. 7 shows the molded seal 64 with the reed plate system 20 inserted, detached from the cover handle 36.
  • the first flow channel 56 has a wall 68 which can preferably be made of a material which has a higher thermal capacity than the reed plate system 20.
  • the same can apply to the second flow channel 57 when the reed plate system 20 is arranged in the second flow channel 57.
  • a component (not shown) with such a higher thermal capacity can be provided in the first or second flow channel 56, 57.
  • the second flow channel 57 can also be formed accordingly.
  • the entire molded seal 64 it is also possible for the entire molded seal 64 to be formed from a material with a higher thermal capacity. In the molded seal 64 passages 66 for the spring-loaded pins 53 are recognizable.
  • Figures 5 to 7 show the inventive arrangement of the reed plate system 20 in the lid handle 36. It can be seen that this is inclined to the perpendicular or flow direction (be it of the steam, air or a steam-air mixture) and preferably at an angle of 35 to 55 °, preferably 45 ° with an underside of the first flow channel 56, formed by a surface of the low-pressure vessel cover, in particular the base plate 37, includes.
  • the same angular relationships also apply when the reed plate system 20 is arranged in the second flow channel 57, in the mixing chamber 95 or in the diffuser area 96.
  • the reed plate base 28 faces the base plate 37, so that Due to gravity, condensate flows in the direction of the reed base 28 and the air gap 25 surrounding the reed 26 thus remains largely free.
  • the molded seal 64 is preferably designed as a separate and removable element, preferably made of silicone.
  • the reed plate system 20 in addition to the positioning of the reed plate system 20 in the cover handle 36, other installation positions are also conceivable.
  • the reed plate system 36 can be installed in a recess in the lid or the vessel wall.
  • a concealed installation in one or both side handles of the vessel is also conceivable.
  • the voice plate system 20 on which the invention is based is also shown again in FIG. List of REFERENCE SYMBOLS

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Abstract

Die Erfindung betrifft Niederdruckgefäßdeckel, umfassend eine tellerförmige Grundplatte (37) zur Auflage auf einem Gefäßrand eines Niederdruckgefäßes, eine erste Öffnung (39) in der Grundplatte, eine akustische Signalvorrichtung zur Detektion eines Siedepunkts einer Flüssigkeit, die im Niederdruckgefäß erwärmt wird, wobei die akustische Signalvorrichtung ein Stimmplattensystem (20) mit einer Stimmplatte (22), einer Stimmplattenöffnung (24) und eine Stimmzunge (26) umfasst, einen ersten Strömungskanal (56), der sich von der ersten Öffnung (39) in der Grundplatte (37) zu einer ersten Auslassöffnung (58) erstreckt, und einen sich quer zu dem ersten Strömungskanal (56) erstreckenden zweiten Strömungskanal (57), der in seinem ersten Endbereich (81) eine Luft-Ansaugöffnung (90) aufweist und in seinem zweiten Endbereich (82) in den ersten Strömungskanal (56) mündet. Die Strömungskanäle (56, 57) sind dahingehend ausgebildet, dass ein durch den ersten Strömungskanal (56) strömendes Fluid einen Luftstrom in dem zweiten Strömungskanal (57) erzeugt, und wobei die akustische Signalvorrichtung in dem zweiten Strömungskanal (57) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, von dem Luftstrom angeregt zu werden und einen Signalton von mindestens 40 dB zu erzeugen. Der erfindungsgemäße Niederdruckgefäßdeckel zeigt ein Sieden von im Niederdruckgefäß erwärmter Flüssigkeit akustisch an. Dazu wird der unmittelbar im Kochgefäß entstehende Dampfdruck genutzt. Der akustische Signalgeber kann auch bei relativ niedrigem Überdruck im Gefäß zuverlässig reagieren. Ferner erlaubt der erfindungsgemäße Niederdruckgefäßdeckel eine Langlebigkeit des akustischen Signalgebers.

Description

Niederdruckgefäßdeckel mit Signalvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Niederdruckgefäßdeckel mit einer Signal vorrichtung zur Detektion des Siedens, insbesondere des Beginns des Siedens ei ner Flüssigkeit. Die Detektion ist mit einem akustischen Signal verbunden.
Der Begriff Niederdruckgefäß bezieht sich auf Gefäße oder Gargefäße, die nicht durch zusätzliche Maßnahmen gedichtet sind, um darin Überdruck zu erzeugen. Anders ausgedrückt handelt es sich um normale Kochtöpfe, oder Kochgefäße, in denen Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser, erwärmt und zum Kochen gebracht werden kann. Der aufgrund des Dampfdrucks entstehende Überdruck ist bei diesen im Wesentlichen durch das Deckelgewicht (Gegendruck durch Gewichtskraft) so wie der Passgenauigkeit des Deckels an den Auflageflächen zum Topf bestimmt.
Derartige Kochtöpfe oder erwärmbare Gargefäße sind noch immer die weltweit am häufigsten genutzten Hilfsmittel zur Nahrungsmittelzubereitung. Die Erwärmung findet dabei heutzutage in der Regel mittels elektrischer oder gasbetriebener Heizsysteme statt, die in sogenannte Einzelkochplatten oder Einbaukochfelder in tegriert sind. Standardmäßig besitzen solche Heizsysteme lediglich eine Leistungs steuerung, über die der Anwender eine definierte Leistung von z.B. 600 Watt in der Stufe 1, 1200 Watt in der Stufe 2, 1800 Watt in der Stufe 3 usw. vornehmen kann. Eine Temperatursteuerung oder ein geschlossener Temperaturregelkreis ist standardmäßig nicht vorgesehen.
Die genannten Heizsysteme führen dazu, dass der Anwender während des Garpro zesses oftmals die Leistungseinstellung anpassen muss. Dabei ist wichtig, dass die Leistungsanpassung zum richtigen Zeitpunkt stattfindet, was wiederum bedeutet, dass der Anwender den Garverlauf zeitaufwendig, zumindest in regelmäßigen Ab ständen, beobachten und kontrollieren muss.
Mechanische Signalvorrichtungen sind im Wesentlichen lediglich für Gefäße be kannt, in denen ein relativ hoher Überdruck entsteht. Das bekannteste Beispiel sind sogenannte Teekessel, die bis auf die Signalöffnung abgedichtet sind, so dass Dampf unter hohem Druck durch die Signalöffnung entweicht. Auch sind für Nie derdruckgargefäße elektronische Signalverrichtungen bekannt, deren Herstellung jedoch aufwendig ist und die nur unzureichend zuverlässig funktionieren. Aus der DE 103 114 95 B3 ist eine Signalvorrichtung bekannt, die an einen Koch topf angebracht werden kann und die ebenfalls das Sieden des Wassers detektiert. Diese weist einen relativ kleinen geschlossenen Behälter auf, in dem Flüssigkeit einfüllbar ist. In einem Deckel des Behälters ist eine Pfeife angeordnet. Der Behäl ter wird in das zu erwärmende Wasser im Kochtopf eingetaucht, so dass bei Sie debeginn des Wassers im Kochtopf auch das Wasser im Behälter zu sieden beginnt. Der dabei entstehende Dampf entweicht durch eine Pfeife im Deckel und löst ein Pfeifsignal aus. Auch bei dieser externen Vorrichtung ist der notwendige Druck im Behälter entsprechend hoch.
Auch die DE 20 2013 001 944 Ul zeigt ein System, das ein Überkochen verhindern bzw. das Sieden einer Flüssigkeit anzeigen soll. Dieses ist durch einen doppelwan digen Topfdeckel gebildet, in den eine Flüssigkeit eingebracht werden kann. Diese Flüssigkeit wird beim Kochen ebenfalls erhitzt und der entstehende Dampf durch strömt durch eine Öffnung den Signalgeber, bestehend aus einer Stimmplatte mit darauf aufgebrachter Stimmzunge.
Der Aufbau eines solchen Topfdeckels ist ausgesprochen aufwendig und er basiert ebenfalls auf dem Prinzip, dass das Gefäß bis auf die Stimmplattenöffnung des Signalgebers dicht abgeschlossen ist, so dass ausreichender Überdruck entstehen kann.
Entsprechend liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Nieder- d ruckgefäßdeckel vorzuschlagen, der ein Sieden von im Niederdruckgefäß erwärm ter Flüssigkeit akustisch anzeigt. Wesentlich ist, dass der unmittelbar im Kochge fäß entstehende Dampfdruck genutzt werden soll. Der akustische Signalgeber soll auch bei relativ niedrigem Überdruck im Gefäß zuverlässig reagieren. Ferner soll eine Langlebigkeit des akustischen Signalgebers gewährleistet sein.
Die Aufgabe wird durch einen Niederdruckgefäßdeckel gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Entsprechend umfasst der erfindungsgemäße Niederdruckgefäßdeckel, eine teller förmige Grundplatte zur Auflage auf einem Gefäßrand eines Niederdruckgefäßes, eine erste Öffnung in der Grundplatte, eine akustische Signalvorrichtung zur De tektion eines Siedepunkts einer Flüssigkeit, die im Niederdruckgefäß erwärmt wird, wobei die akustische Signalvorrichtung ein Stimmplattensystem mit einer Stimm platte, einer Stimmplattenöffnung und eine Stimmzunge umfasst, einen ersten Strömungskanal, der sich von der ersten Öffnung in der Grundplatte zu einer ers ten Auslassöffnung erstreckt, und einen sich quer zu dem ersten Strömungskanal erstreckenden zweiten Strömungskanal, der in seinem ersten Endbereich eine Luft-Ansaugöffnung aufweist und in seinem zweiten Endbereich in den ersten Strö mungskanal mündet. Dabei sind die Strömungskanäle sind dahingehend ausgebil det sind, dass ein durch den ersten Strömungskanal strömendes Fluid einen Luft strom in dem zweiten Strömungskanal erzeugt. Erfindungsgemäß kann die akus tische Signalvorrichtung in dem zweiten Strömungskanal angeordnet sein und ist dazu eingerichtet, von dem Luftstrom angeregt zu werden und einen Signalton von mindestens 40 dB zu erzeugen.
Die Erfindung nutzt als Signalvorrichtung ein Stimmplattensystem mit durchschla gender Stimmzunge als akustischen Signalgeber. Die durchschlagende Stimmzu nge ist in der Regel ein metallischer Materialstreifen, der an einem seiner Enden auf einem eng passenden, in der Regel ebenfalls metallischen Rahmen, der Stimm platte, befestigt ist. Der freie bewegliche Teil der Stimmzunge überdeckt im Ruhe zustand die Stimmplattenöffnung der Stimmplatte bis auf einen die Stimmzunge umlaufend umgebenden Luftspalt nahezu vollständig.
Entsteht im Kochtopf ein aufsteigender gasförmiger Volumenstrom, beispielsweise Wasserdampf, strömt dieser durch den ersten Strömungskanal in Richtung der ersten Auslassöffnung. In jenem in Strömungsrichtung dem zweiten Strömungs kanal vorgelagerten Bereich des ersten Strömungskanals, kann letzterer verengt ausgebildet sein. Insbesondere kann der erste Strömungskanal ausgehend von der Grundplatte in Richtung des zweiten Strömungskanals verjüngend ausgebildet sein. Der durch den verjüngten Bereich des ersten Strömungskanals strömende gasförmige Volumenstrom wird durch die Kanalverengung beschleunigt. Auf Basis der Bernoullischen Gleichung entsteht in einem dem verjüngten Bereich nachge lagerten Abschnitt des ersten Kanalabschnitts, in welchem zudem der zweite Strö mungskanal in den ersten Strömungskanal mündet, ein statischer Unterdrück. Aufgrund des vorherrschenden Unterdrucks wird über die Luft-Ansaugöffnung des zweiten Strömungskanals Luft in Richtung des ersten Strömungskanals angesaugt. Da die akustische Signalvorrichtung bzw. das Stimmplattensystem vorzugsweise in dem zweiten Strömungskanal angeordnet ist, kann die Zunge aufgrund des an gesaugten Luftstroms durch die Stimmplatte zu schwingen beginnen und dabei einen Ton erzeugen. Die Stimmzunge und die Stimmplatte können dabei mehrteilig oder auch einstückig ausgeführt sein. Das Stimmplattensystem kann beispiels weise aus Edelstahl gebildet sein. Die Tonerzeugung wird bei einer derartigen Aus gestaltung also nicht unmittelbar durch den gasförmigen Volumenstrom des ersten Strömungskanals gewährleistet, sondern nur mittelbar durch die beschriebene Un terdruckerzeugung und der damit einhergehenden Erzeugung eines zusätzlichen Luftstroms.
Erfindungsgemäß ist ein umlaufender Luftspalt zwischen der Stimmzunge und dem Stimmrahmen bzw. der Stimmplatte maximal möglich reduziert, so dass Druck verluste ebenfalls maximal gesenkt sind. Die Stimmzunge deckt also nahezu voll ständig die Stimmplattenöffnung min der Stimmplatte ab. Es hat sich gezeigt, dass die Stimmzunge erfindungsgemäß etwa 95% bis 99%, vorzugsweise 97 bis 98% der Stimmplattenöffnung in der Stimmplatte abdecken sollte, damit sie bei mög lichst geringem Druck bereits zu schwingen beginnt. Wesentlich ist, dass die Stimmzunge frei durch die Stimmplattenöffnung der Stimmplatte hindurch schwin gen kann. Um ein leichtes und schnelles Ansprechen der Stimmzunge weiterhin zu begünstigen, ist diese aus einem elastischen Material mit einer möglichst geringen Stärke gefertigt, beispielsweise Edelstahl mit einer Stärke von etwa 0,2 mm.
Die Stimmzunge ist, wie bereits ausgeführt, vorzugsweise über den Stimmzungen fuß endseitig auf die Stimmplatte aufgesetzt. Ist diejenige Seite der Stimmplatte, auf die die Stimmzunge aufgesetzt ist, entgegen der Strömungsrichtung des Fluids (sei es der gasförmige Volumenstrom oder der Luftstrom), also dem Fluid zuge wandt ausgerichtet, trifft das Fluid zunächst auf die Stimmzunge. Dabei hilft der statische Druck, der auf die gegen die Strömung gerichtete Fläche der Stimmzunge wirkt, ein wenig die Stimmzunge in Richtung Stimmplatte zu bewegen. Die we sentliche treibende Kraft ist dabei aber zunächst der lokal vorliegende Unterdrück hinter der Stimmzunge im Kanal der Stimmplatte. Dieser entsteht gemäß der Bernoulli'schen Gleichung aufgrund der höheren Strömungsgeschwindigkeit hinter der Stimmzunge, die durch die Querschnittsverengung durch den Spalt zwischen Stimmzunge und Stimmplatte im Strömungskanal entsteht. Der Unterdrück zieht die Stimmzunge solange in Richtung Stimmplatte, bis die Zunge den Kanal ver schlossen hat. Durch den Verschluss reist die Strömung abrupt ab, wodurch kein Unterdrück mehr vorhanden ist. Es kommt dann die Federkraft der Stimmzunge zum Tragen und stellt diese wieder in Nulllage zurück, der Ablauf beginnt von vorne.
In der Ausgangsstellung, also der Nulllage, benötigt die Stimmzunge einen soge nannten Lösabstand, ansonsten würde das System nicht funktionieren. D.h. die Stimmzunge ist erfindungsgemäß so gebogen, dass diese zu ihrem freien Ende hin einen größeren Abstand von 0,2-0, 5mm zur Stimmplatte aufweist, als am Stimm zungenfuß (absolut gegen null). Der dadurch entstandene Spalt stellt sozusagen den Wirkströmungsquerschnitt da. Der umlaufende Spalt in der Planlage von Stimmzunge zu Stimmplatte wird lediglich dazu benötigt, dass die Stimmzuge nicht in der Stimmplatte verklemmt, idealerweise wäre dieser also ebenfalls null.
Aufgrund der Massenträgheit und des statischen Drucks wächst anschließend die Schwingamplitude sodass die Stimmzunge tief in die Öffnung der Stimmplatte ein taucht bzw. je nach Druckverhältnissen komplett durchtaucht und umgekehrt deutlich über die Nulllage ausschlägt. Je dicker die Stimmplatte desto höher kann die Schwingamplitude und somit die erzielbare Lautstärke werden und umgekehrt. Der Grund dafür ist, dass sobald die Stimmzunge komplett durch die Stimmplatte durchgetaucht ist, der Kanal wieder geöffnet wird und somit der statische Druck verloren geht (die Beschleunigung kommt zum Erliegen).
Ein solches Stimmplattensystem ist üblicherweise nur für Vorrichtungen geeignet, die einen deutlichen Überdruck bereitstellen, da die Stimmplatte diesen Überdruck, der sich aus statischen und dynamischen Druck zusammensetzt benötigt, um ei nen Ton erzeugen zu können. Bei Blasinstrumenten wird dieser notwendige Druck beispielsweise problemlos durch den Spieler erzeugt, auch bei Teekesseln mit sie dendem Wasser ist aufgrund des gedichteten Gefäßes mehr als genug Überdruck vorhanden. Da ein normaler Kochtopf in der Regel keine Dichtungen aufweist, ist der erzeugbare Überdruck im Vergleich beispielsweise zu einem Teekessel aller dings um mehrere Faktoren geringer. Der Druck in Niederdruckgefäßen beträgt maximal 0,04 bar, liegt aber in Regel deutlich darunter, meist im niedrigen l/1000bar -Bereich. Der Überdruck sorgt im Übrigen auch dafür, dass am Stimmplattensystem entste hendes Kondensat weggeblasen wird und somit die Stimmzunge nicht blockiert werden kann.
Aus den genannten Gründen ist die Verwendung eines Stimmplattensystems auf den ersten Blick für die zu lösende Aufgabe ungeeignet, da dieses bei den be schriebenen niedrigen Überdrücken kaum oder gar nicht anspricht und darüber hinaus eine relevante Kondensatanfälligkeit zu erwarten ist.
Trotzdem hat die Erfinderin diese Idee weiterverfolgt und festgestellt, dass ein Stimmplattensystem entgegen der Erwartungen grundsätzlich nutzbar ist. Erfin dungsgemäß kann die Kondensatempfindlichkeit auch durch verschiedene Maß nahmen reduziert werden.
Nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante ist zwischen der Öff nung in der tellerförmigen Grundplatte des Niederdruckgefäßdeckels und einer ers ten Auslassöffnung ein erster Strömungskanal vorgesehen. Quer zu dem ersten Strömungskanal erstreckt sich ein zweiter Strömungskanal, der in seinem ersten Endbereich eine Luft-Ansaugöffnung aufweist und in seinem zweiten Endbereich in den ersten Strömungskanal mündet. Die Angabe eines„quer" zu dem ersten Strö mungskanal verlaufenden zweiten Strömungskanal bedeutet, dass der zweite Strömungskanal abgewinkelt zu dem ersten Strömungskanal verläuft. Die Haupt erstreckungsachsen der Strömungskanäle sind also in einem Winkel zueinander angeordnet, wobei die Strömungskanäle für sich genommen auch Krümmungen aufweisen können. Die Angabe„quer" lässt offen, ob der zweite Strömungskanal in der gleichen Horizontalebene wie der erste Strömungskanal verläuft oder senk recht zu diesem steht. Wie vorangehend beschrieben, erzeugt der durch den ers ten Strömungskanal strömende gasförmige Volumenstrom (z.B. Wasserdampf) ei nen Luftstrom in dem zweiten Strömungskanal. Der Luftstrom strömt dabei von der Luft-Ansaugöffnung in Richtung des ersten Strömungskanals (also in Richtung der Mündung des zweiten in den ersten Strömungskanals). Aufgrund der erfin dungsgemäßen Anordnung des Stimmplattensystems in dem zweiten Strömungs kanal, strömt der Luftstrom das Stimmplattensystem an. Der einströmende Luft strom bewirkt also die Signalerzeugung im Stimmplattensystem bzw. der Signal vorrichtung. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird ein unmittelbarer Stoff- kontakt zwischen dem aufgrund des Siedevorgangs entweichenden Wasser-halti gen gasförmigen Volumenstroms (z.B. Wasserdampf) mit dem Stimmplattensys tem vermieden. Entsprechend wird auch eine ungewünschte Kondensatbildung im Bereich des Stimmplattensystems vermieden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der erste Strömungskanal eine Mischkammer aufweisen, die in Strömungsrichtung des Fluids (z.B. Wasser dampf) nachgelagert zu dem zweiten Strömungskanal angeordnet ist. Weiterhin kann der erste Strömungskanal einen zu der Mischkammer in Strömungsrichtung des Fluids nachgelagerten Diffusorbereich aufweisen. In dem Diffusorbereich kann zumindest ein Diffusor angeordnet sein. Ein Diffusor bewirkt in der Regel eine Ver langsamung einer Gasströmung (vorliegend z.B. eine Verlangsamung eines Was serdampf-Luft Gemischs) bei gleichzeitiger Erhöhung des Gasdrucks. Prinzipiell stellt ein Diffusor eine Erweiterung eines Durchflussquerschnitts bereit. Vorliegend eignet sich der Diffusor insbesondere, um die Strömungsgeschwindigkeit des im Verjüngungsbereich des ersten Kanalabschnitts beschleunigten Volumenstroms zu reduzieren. In der Mischkammer vermischen sich der gasförmige Volumenstrom (z.B. Wasserdampf) und die angesaugte Luft.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Mischkammer einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich aufweisen. Der erste Endbereich ist dabei in Nähe zu dem zweiten Strömungskanal angeordnet. Der angesaugte Luftstrom tritt also in den ersten Endbereich der Mischkammer ein und wird dort mit dem gasförmigen aus dem Kochbehältnis entweichenden Volumenstrom ver mengt.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann die akustische Sig nalvorrichtung im zweiten Endbereich der Mischkammer angeordnet sein. Auch in dieser Stellung ist die Signalvorrichtung dazu eingerichtet, von einem Gemisch aus strömenden Fluid (insbesondere Wasserdampf) und Luftstrom angeregt zu werden und einen Signalton von mindestens 40 dB zu erzeugen. In der bezeichneten An ordnung wird die Signalvorrichtung also von einem Gemisch aus Wasserdampf und Luft angeströmt. Im Vergleich zu einer unmittelbaren Positionierung des Stimm plattensystems im Bereich des ersten Strömungskanals (ohne dabei einen quer zum ersten Strömungskanal verlaufenden zweiten Strömungskanal zur Luftansau- gung vorzusehen) ist der relative Anteil des das Stimmplattensystem anströmen den Wasserdampfes also reduziert, nämlich zu jenem Anteil, der durch die einströ mende Luft bereitgestellt wird. Damit geht unmittelbar eine Reduzierung der Kon densatbildung einher. Der gleiche Effekt wird erzielt, wenn die akustische Signal vorrichtung im Diffusorbereich oder in einem Bereich der ersten Auslassöffnung angeordnet ist.
Um störende Kondensatbildung während einer Aufheizphase der Flüssigkeit im Ge fäß zu verhindern, kann in dem ersten und/oder zweiten Strömungskanal in Strö mungsrichtung des Fluid/Luft Gemischs bzw. der Luft (bei Anordnung des Stimm plattensystems im zweiten Strömungskanal) zwischen der Öffnung im Deckel und dem Stimmplattensystem ein Bauteil mit einer hohen Wärmekapazität angeordnet sein. Das Bauteil muss eine höhere Wärmekapazität als das Stimmplattensystem selbst aufweisen, da es dadurch, zumindest bis die Wärmekapazität aufgebraucht ist, kälter bleibt als das Stimmplattensystem und sich das Kondensat somit an diesem Bauteil niederschlägt. Aufgrund der hohen Wärmekapazität des Bauteils erwärmt sich dieses sehr langsam, wodurch es über die Zeit mehr Wasserdampf kondensieren lassen kann. Dies ist insbesondere während der Aufheizphase, also bis genügend Dampfdruck für die Erzeugung eines Tons durch die Stimmplatte zur Verfügung steht, von Bedeutung. Das Bauteil verliert mit seiner zunehmenden Er wärmung seine Wirkung, so dass nach der Aufheizphase der volle Fluidstrom die Stimmplatte erreicht.
Anstatt eines zusätzlichen Bauteils mit entsprechend hoher Wärmekapazität kann erfindungsgemäß auch die Wandung des ersten und/oder zweiten Strömungska nals an sich zumindest bereichsweise aus einem Material mit einer Wärmekapazi tät gefertigt sein, die die Wärmekapazität der Stimmplatte übersteigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann der Strömungskanal zum Stimmplattensystem hin während der Aufheizphase durch ein im ersten Strö mungskanal angeordnetes Ventil verschlossen gehalten werden. Dieses Ventil öff net dann, wenn die Aufheizphase beendet ist bzw. wenn ein ausreichender Druck durch das Fluid vorhanden ist, um die Stimmzunge des Stimmplattensystems so fort zum Schwingen zu bringen. Dadurch wird die störende Kondensatbildung an der Stimmplatte während der Aufheizphase gänzlich vermieden. So kann in dieser Phase kein Fluid in Richtung des Stimmplattensystems strömen. Das Ventil kann beispielsweise als Gewichtsventil ausgeführt sein, alternativ aber auch durch ein übliches Überdruckventil nach dem Stand der Technik.
Es hat sich gezeigt, dass die Stimmzunge dann besonders sensibel reagiert, wenn der Anstellwinkel des Stimmplattensystems etwa 35° bis 55°, vorzugsweise 45° geneigt zur Strömungsrichtung des Fluids bzw. zur Lotrichtung beträgt. Weiterhin wird durch diese Anordnung auch die Kondensatempfindlichkeit des Stimmplatten systems reduziert, insbesondere dann, wenn die Seite der Stimmplatte, auf der die Stimmzunge montiert ist, gegen die Strömungsrichtung eingesetzt ist und der Stimmzungenfuß nach unten zum Deckel hin zeigt, also während der bestim mungsgemäßen Anwendung in Lotrichtung. Die Schwerkraft und der Auftrittswin kel der Strömung helfen somit das Kondensat in Richtung Stimmzungenfuß abzu leiten.
Das Stimmplattensystem kann bezüglich der Verbesserung des Kondensatverhal tens erfindungsgemäß auch dadurch verbessert werden, dass Kondensatrillen auf der Stimmplatte vorgesehen sind. Dadurch wird ein ausreichender, aber nicht zu großer Zusatzquerschnitt für die Fluidströmung ausgebildet, der gewährleistet, dass während der Aufheizphase das Fluid schneller entweichen kann, anstatt am Stimmplattensystem zu kondensieren und damit die Stimmzunge zu blockieren.
Neben einer Reihe von metallischen Legierungen sind auch weitere Materialien zur Herstellung des Stimmplattensystems denkbar. Neben diversen Hochleistungs kunststoffen sind grundsätzlich alle Materialen geeignet, welche bzgl. Elastizität, Dauerschwingfestigkeit, Zugfestigkeit usw. ausreichend gute Eigenschaften auf weisen.
Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme ist das Beschichten des Stimmplatten systems mit einer hydrophilen oder hydrophoben Beschichtung. Eine hydrophile Beschichtung bewirkt ein Spreiten der Kondensattröpfchen, sodass diese aufgrund der homogeneren Masseverteilung auf dem Stimmplattensystem weniger störend wirken. Eine hydrophobe Beschichtung bewirkt einen deutlich besseren Abfluss der störenden Kondensattröpfchen. Auch hat sich gezeigt, dass das Stimmplattensys tem dann ein besonders positives Kondensatverhalten aufweist, wenn es aus ei nem verzinnten Material gebildet ist. Erfindungsgemäß weist das Stimmplattensystem eine möglichst geringe Gesamt masse auf, was die Gesamtwärmekapazität des Stimmplattensystems reduziert. In Verbindung mit der Einknüpfung in das Formteil ist das Stimmplattensystem auch bei sehr großen Temperaturunterschieden ausreichend festgehalten, was für die notwendige Schwingung relevant ist.
Das Stimmplattensystem ist erfindungsgemäß in ein zumindest bereichsweise massives, thermisch stabiles und leicht flexibles Formteil eingesetzt, vorzugsweise bestehend aus Silikon. Dieses Formteil dient als Schwingungsgegenlager und gleichzeitig als thermischer Isolator, was die Kondensatempfindlichkeit des Stimm plattensystems zusätzlich reduziert.
Das Stimmplattensystem erwärmt sich durch das strömende Fluid sehr schnell, was wiederum zu einer geringen Kondensatbildung führt. Die Anhaftung des wei terhin noch entstehenden Kondensats wird durch die leichten Vibrationen des Stimmplattensystems, welche durch das flexible Formteil ermöglicht werden, deut lich reduziert. Die in dieser Weise abgelösten Kondensattröpfchen können an schließend durch die bevorzugte Positionierung der Stimmplatte mit Stimmzun genfuß in Ablaufrichtung unten und einem Anstellwinkel von 35 bis 50° geneigt zur Strömungs- bzw. Lotrichtung ablaufen, ohne die Stimmzunge zu blockieren.
Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Minderung des Entstehens von Kondensat am Stimmplattensystem stellt eine optimierte Konstruktion des Garge- fäß/Deckel-Randsystems dar, welches letztendlich durch planparallel korrespon dierende Flächen die Systemdichtheit und somit den im Gargefäß herrschenden Überdruck erhöht. Durch den höheren Überdruck, der noch deutlich unterhalb des Drucks von beispielsweise Teekesseln liegt, entstehen zum Einen mehr Ansprech reserven für das Stimmplattensystem, zum Andern wird durch die höhere Strö mungsgeschwindigkeit und Schwingamplitude die Anhaftung von Kondensat weiter vermindert. Es hat sich auch gezeigt, dass zwischen Gargefäß und Gefäßdeckel durch den kondensierenden Wasserdampf ein Flüssigkeitsfilm entsteht, der eine zusätzlich dichtende Wirkung erzeugt.
Eine weitere Möglichkeit die Ausfallrate des Stimmplattensystems durch Konden satbildung bei Ansteuerung durch reinen Wasserdampf zu reduzieren, ist grund sätzlich die Gewährleistung ausreichenden Drucks im Gefäß. Dies ist gerade bei einem Niederdruckgefäß wichtig, da bereits eine geringe Reduktion des Drucks dazu führen kann, dass das drucksensible Signalvorrichtung nicht einwandfrei funktioniert. Bleibt der Druck im Niederdruckgefäß jedoch im oberen Druckbereich reicht der Anströmdruck und Volumenstrom aus, um das Stimmplattensystem e- her„freigeblasen". Das heißt, das anhaftende und störende Kondensat wird weg gedrückt und mitgerissen, sodass die Stimmzunge nicht mehr weiter gehindert wird, sich in Bewegung zu setzen. Ohne ein zusätzliches Dichtelement zwischen Topf und Deckel können dagegen unter Umständen eher Druckverluste auftreten, da zum einen die Dichtheit aufgrund der Fertigungstoleranzen und zum anderen das Deckelgewicht als Gegenkraft oftmals nicht ausreichend sind.
In einer erfindungsgemäßen Ausführung ist daher ein Dichtelement zwischen Topf und Deckel vorgesehen, dass ausschließlich über die Flächenpressung, die das De ckelgewicht erzeugt, das System abdichtet. Die durch diese Ausführung erreich bare Druckerhöhung wird durch das Deckelgewicht begrenzt, erzielt aber bereits eine wesentliche Reduzierung der Ausfallrate.
Eine weitere besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Maßnahme sieht ein Dich telement in einer speziellen Ausführung vor, welche einen zusätzlichen Reibschluss erzeugt. Der Reibschluss ist bis zu einer gewissen Grenze beliebig einstellbar und gewährleistet das gewünschte Druckniveau. Zusätzlich kann ein Sicherheitsventil vorgesehen sein, welches den theoretisch erreichbaren Druck begrenzt, sodass der Deckel sich unter keinen Umständen, den Benutzer gefährdend, vom Topf lösen kann. Auch für diese vorteilhaften Ausführungsvarianten gilt, dass der maximal entstehende Druck etwa 0,04 bar nicht überschreitet.
Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Gewährleistung des notwendigen Drucks im Niederdruckgefäß sieht vor, das Deckelgewicht zu erhöhen. Dies kann zum einen über Geometrie, Materialstärke und Material erfolgen oder aber erfin dungsgemäß über ein Zusatzgewicht, welches durch eine spezielle Geometrie der Befestigungsschraube für den Deckelgriff realisiert ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weist der Niederdruckgefäß deckel einen Deckelgriff auf, in dem die erfindungsgemäße Signalvorrichtung mit sämtlichen zugehörigen Komponenten untergebracht ist. Dementsprechend ist die Öffnung in der Grundplatte des Deckels, durch die das Fluid austreten kann, im Bereich des Deckelgriffs angeordnet bzw. über den ersten Strömungskanal mit diesem verbunden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Signalvorrichtung zu- und abschaltbar ausgeführt, so dass der Benutzer auswählen kann, ob er diese nutzen möchte oder nicht. Die Abschaltung basiert auf dem Prinzip, dass das aus tretende Fluid nicht zur Signalvorrichtung gelangen kann, sondern anderweitig an die Umgebung ausgeleitet wird.
Erfindungsgemäß kann die tellerförmige Grundplatte des Niederdruckgefäßdeckels zwei Öffnungen aufweisen, die jeweils ein Ausströmen des Fluids bzw. Wasser dampfs (oder eines Fluid bzw. Wasserdampf- Luft Gemischs) ermöglichen. Ein ers ter Strömungskanal verbindet eine erste Öffnung mit dem Stimmplattensystem, so dass austretender Wasserdampf bzw. die über den austretenden Wasserdampf in einen zweiten Strömungskanal angesaugte Luft ein akustisches Signal erzeugen kann (siehe die eingangs erwähnten Ausführungen). Ein dritter Strömungskanal verbindet die zweite Öffnung mit der Umgebung, so dass über diese das Fluid ohne akustisches Signal unmittelbar ausgeleitet werden kann. Die Nutzung von zwei Öffnungen hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, weil das Stimmplattensystem letztendlich den Querschnitt der Austrittsöffnung deutlich reduziert, so dass im Inneren des Kochgefäßes zu hoher Druck entstehen kann, was zu einem Abheben und Klappern des Gargefäßes führen kann. Die Nutzung von zwei Öffnungen da gegen ermöglicht ein Ausströmen eines deutlich größeren Fluidvolumens.
Durch ein Wippensystem (Wippschalter) zum Schalten der Ventile sind nur fol gende Ventilstellungen möglich :
- Stellung 1 : Ventil 1 (Stimmplatte) offen/ Ventil 2 geschlossen,
- Stellung 2: Ventil 1 (Stimmplatte) geschlossen/Ventil 2 offen
- Stellung 3: Ventil 1 (Stimmplatte) geschlossen/Ventil 2 geschlossen
Vorgesehen ist, dass der Anwender, nachdem er das akustische Signal ausreichend lange gehört hat und auch aufgrund der aufgeführten Gründe (zum Beispiel klap pern), die Ventilstellung ändert. In diesem Beispiel von Stellung 1 auf 2.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weist der Deckelgriff zwei schaltbare Ventile auf, die jeweils eine der Öffnungen verschließen oder freigeben können. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines Wippschalters besonders bedienerfreundlich ist, da über ihn schnell und einfach geöffnet und geschlossen werden kann. Beispielsweise können zwei Teleskoprastbolzen mit endseitig ange ordneten Tellerdichtungen über den Wippschalter in Richtung der Öffnungen be wegt werden. Dabei rasten sie mit Nuten in parallel geführte Federbleche ein und verbleiben in der ausgewählten Position. In einer Mittelposition des Wippschalters sind beide Ventile geschlossen. Ein Betätigen des Wippschalters in eine Richtung bewirkt ein Abheben des ersten Ventils von der ersten Öffnung und damit eine Freigabe des ersten Strömungskanals in Richtung des Stimmplattensystems. Ein Niederdrücken des Wippschalters auf der anderen Seite bewirkt ein Abheben des zweiten Ventils und damit eine Freigabe der zweiten Öffnung, wodurch beispiels weise Wasserdampf unmittelbar an die Umgebung ausgeleitet werden kann.
Vorzugsweise ist die Unterseite des Deckelgriffs komplett durch eine abnehmbare Formdichtung, vorzugsweiseaus Silikon gegen die tellerförmige Grundplatte des Deckels abgedichtet. Dadurch wird ein direkter Lebensmittelkontakt mit den evtl kritischen Materialien vermieden und auch eine Verschmutzung des Deckelbe schlags ist ausgeschlossen. Durch die Abnehmbarkeit der Formdichtung wird auch deren Reinigung erleichtert.
Im Deckelgriff können auch zusätzliche Rastpositionen für eine Feinjustierung der Strömungsquerschnitte der jeweiligen Strömungskanäle vorgesehen sein. Auch kann ein Doppelventilsystem in einer weiteren Ausführung in Kombination mit ei ner zusätzlichen Dichtung zwischen dem Gargefäß und dem Deckel des Nieder druckgefäßes vorgesehen sein, so dass eine Niederdruckgarstufeneinstellung <0,04 bar möglich ist.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist eine Auslegung des Stimmplatten systems auf Frequenzen < 400 Hz. Eine solche Tieffrequenzauslegung führt auch bei sehr niedrigen Drücken zu einer deutlich höheren Lautstärke als dies bei höhe ren Frequenzen der Fall wäre, was in Versuchen empirisch belegt wurde.
In einer weiteren möglichen Ausführungsvariante ist die Installation von mehreren Stimmplattensystemen zur Erzielung eines harmonischen Akkords denkbar. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der nachfolgenden Figuren näher be schrieben. Die Figuren stellen dabei lediglich eine besonders vorteilhafte Ausfüh rungsvariante dar, die den Schutzbereich der Firmen nicht begrenzen sollen. Ins besondere können sich Abmessungen und Dimensionen ändern.
Es zeigen :
Fig. 1 : ein Stimmplattensystem in Vorderansicht,
Fig. 2: ein Stimmplattensystem in Schnittansicht gemäß Schnittlinie A/A aus
Figur 1,
Fig. 3: einen Deckelgriff mit Doppelventilsystem im geschlossenen Zustand, Fig. 4: den Deckelgriff aus Fig. 3 im Zustand offen/geschlossen,
Fig. 5: eine Unteransicht des Deckelgriffs mit eingeknüpfter Formdichtung und eingeschobenem Stimmplattensystem,
Fig. 6a : eine schematische Ansicht des ersten und zweiten Strömungskanals bzw. der Anordnung des Stimmplattensystems in einer ersten Ausge staltung der Erfindung;
Fig. 6b: eine schematische Ansicht des ersten und zweiten Strömungskanals bzw. der Anordnung des Stimmplattensystems in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 6c: eine schematische Ansicht des ersten und zweiten Strömungskanals bzw. der Anordnung des Stimmplattensystems in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 7: die Formdichtung aus Figur 5 mit eingeschobenem Stimmplattensys tem in losgelöstem Zustand,
Fig. 8: ein erfindungsgemäßes Stimmplattensystem.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Stimmplattensystem 20 in Vorderansicht (Fig. l) und in Schnittdarstellung (Fig. 2) gemäß der Schnittlinie A/A aus Figur 1.
Gezeigt ist eine Stimmplatte 22 mit einer Stimmplattenöffnung 24. Die Stimm platte 22 bildet eine Art Rahmen, der durch eine Stimmzunge 26 weitgehend ab gedeckt ist. Die Stimmzunge 26 ist über ihren Stimmzungenfuß 28 endseitig auf der Stimmplatte 22 befestigt, vorzugsweise verschweißt oder genietet. Somit weist die Stimmplatte 22 eine Stimmzungenseite 30 und eine Rückseite 32 auf. Die Stimmzunge 26 deckt die Stimmplattenöffnung 24 weitgehend ab, es verbleibt aber ein umlaufender Luftspalt 25 (nicht erkennbar, vgl. Fig. 7) von möglichst geringer Breite. Wesentlich ist, dass der Luftspalt ausreichend groß ist, um ein Schwingen der Stimmzunge 26 zu ermöglichen, gleichzeitig sollte der Luftspalt aber möglichst gering sein, um dem auftreffenden Fluid bzw. der auftreffenden Luft eine möglichst große geschlossene Fläche entgegenzustellen. Es hat sich ge zeigt, dass von der Gesamtfläche der Stimmplattenöffnung 24 maximal 4%, vor zugsweise nur 1 bis 2% frei bleiben sollte.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Stimmzunge 26 einen Stimmzun genkopf 34 auf, der eine größere Stärke als der übrige Verlauf der Stimmzunge 26 aufweist. Dies führt zu einer erhöhten Masse am freien Ende der Stimmzunge 26, was wiederum das Schwingen der Stimmzunge 26 unterstützt. Die Massenvertei lung bestimmt unmittelbar die Frequenz, im gezeigten Ausführungsbeispiel reali siert die Stimmzunge etwa 400Hz.
Die Figuren 3 und 4 zeigen einen bevorzugten Deckelgriff 36 im Schnitt, einmal im geschlossenen Zustand (Fig. 3) und einmal im Zustand offen/geschlossen (Fig. 4). Der Deckelgriff 36 ist auf einer tellerförmigen Grundplatte 37 eines Deckels mit einer ersten Öffnung 39 und einer zweiten Öffnung 41 angeordnet. Durch diese Öffnungen 39, 41 in der Grundplatte kann Fluid bzw. Wasserdampf aus einem ebenfalls nicht gezeigten Niederdruckgargefäß austreten und in den Deckelgriff 36 einströmen. Erfindungsgemäß sind die Öffnungen 39, 41 über ein erstes Ventil 38 und ein zweites Ventil 40 verschließbar. Die Ventile 38, 40 weisen endseitig zur Auflage auf der Grundplatte Tellerdichtungen 42 auf. Über Teleskoprastbolzen 44 sind sie mit einem Wippschalter 46 verbunden.
Parallel zu den Teleskoprastbolzen 44, die Rastnuten 48 aufweisen, erstrecken sich Federbleche 50 mit Rastnasen 52, die in die Rastnuten 48 der Teleskoprastbolzen 44 einrastbar sind. Die Teleskoprastbolzen 44 beinhalten jeweils einen federgela gerten Stift, der bewirkt, dass in einer Mittelposition des Wippschalters 46, wie dargestellt in Figur 3, beide Ventile 38, 40 bzw. Tellerdichtungen 42 auf der Grund platte 37 aufliegen und die Öffnungen 39, 41 verschließen.
Der Wippschalter 46 ist in einem Deckelgriffgehäuse 54 gelagert, in dem auch sämtliche anderen Elemente des Stimmplattensystems 20 angeordnet sind. Durch den Wippschalter 46 sind nur folgende Ventilstellungen möglich :
- Stellung 1 : erstes Ventil 38 (Stimmplatte) offen/ zweites Ventil 40 geschlos sen,
- Stellung 2: erstes Ventil 38 (Stimmplatte 22) geschlossen/ zweites Ventil 40 offen
- Stellung 3: erstes Ventil 38 (Stimmplatte 22) geschlossen/ zweites Ventil 40 geschlossen
Vorgesehen ist, dass der Anwender, nachdem er das akustische Signal ausreichend lange gehört hat und auch aufgrund der aufgeführten Gründe (zum Beispiel klap pern), die Ventilstellung ändert. In diesem Beispiel von Stellung 1 auf 2.
Figur 5, die eine Unteransicht des Deckelgriffs 36 zeigt, verdeutlicht, dass ein ers ter Strömungskanal 56 von der ersten Öffnung 39 in der Grundplatte 37 bis zu einer ersten Auslassöffnung 58 führt.
Wie in den Figuren 6a bis 6c schematisch wiedergegeben, kann der Niederdruck gefäßdeckel einen zweiten Strömungskanal 57 aufweisen, der sich quer zu dem ersten Strömungskanal 56 erstreckt. In der in Fig. 6a-c wiedergegebenen Darstel lung strömt ein aus dem Gargefäß entweichendes Fluid (z.B. Wasserdampf) ent lang der Pfeilrichtung durch den ersten Strömungskanal 56 in Richtung einer ers ten Auslassöffnung 58. Wie vorangehend erwähnt, erstreckt sich der erste Strö mungskanal 56 vorzugsweise horizontal, verläuft also in einer horizontalen De ckelebene. Mit der„Quer"-Ausrichtung des zweiten Strömungskanals 57 relativ zu dem ersten Strömungskanal 56 ist gemeint, dass die durch den zweiten Strö mungskanal 57 definierte Flussrichtung in einem Winkel zur Flussrichtung des ers ten Strömungskanals 56 verläuft (vergleiche jene die Flussrichtung der Luft an deutende Pfeilrichtung im zweiten Strömungskanal 57). Dabei kann der zweite Strömungskanal ebenfalls in einer horizontalen Ebene verlaufen, vorzugsweise er streckt sich der zweite Strömungskanal 57 jedoch senkrecht zu dem ersten Strö mungskanal 56.
Der zweite Strömungskanal weist in seinem ersten Endbereich 81 eine Luft-An- saugöffnung 90 auf. In seinem zweiten Endbereich 82 mündet der zweite Strö- mungskanal 57 in den ersten Strömungskanal 56. Der durch den ersten Strö mungskanal 56 strömende gasförmige Volumenstrom (z.B. Wasserdampf) erzeugt einen Luftstrom in dem zweiten Strömungskanal 57. Der Luftstrom strömt dabei von der Luft-Ansaugöffnung 90 in Richtung des ersten Strömungskanals 56 (also in Richtung der Mündung des zweiten Strömungskanals 57 in den ersten Strö mungskanal 56). Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Er findung (Fig. 6a) kann das Stimmplattensystem 20 in dem zweiten Strömungska nal 57 angeordnet sein. Dabei strömt also der durch den zweiten Strömungskanal 57 strömende Luftstrom das Stimmplattensystem 20 an und bewirkt letztlich die akustische Signalerzeugung im Stimmplattensystem 20. Durch eine solche Anord nung wird ein unmittelbarer Stoffkontakt zwischen dem aufgrund des Siedevor gangs entweichenden Wasser-haltigen gasförmigen Volumenstroms (z.B. Wasser dampf) mit dem Stimmplattensystem 20 vermieden. Entsprechend wird auch eine ungewünschte Kondensatbildung im Bereich des Stimmplattensystems 20 vermie den.
In den Figuren 6a-c ist ferner gezeigt, dass der erste Strömungskanal 56 eine Mischkammer 95 aufweisen kann, die in Strömungsrichtung des Fluids (z.B. Was serdampf) nachgelagert zu dem zweiten Strömungskanal 57 angeordnet ist. Wei terhin kann der erste Strömungskanal 56 einen zu der Mischkammer 95 in Strö mungsrichtung des Fluids nachgelagerten Diffusorbereich 96 aufweisen. In dem Diffusorbereich 96 kann zumindest ein Diffusor angeordnet sein. Ein Diffusor be wirkt in der Regel eine Verlangsamung einer Gasströmung (vorliegend z.B. eine Verlangsamung eines Wasserdampf- Luft Gemischs) bei gleichzeitiger Erhöhung des Gasdrucks. Prinzipiell stellt ein Diffusor eine Erweiterung eines Durchflussquer schnitts bereit. Vorliegend eignet sich der Diffusor insbesondere, um die Strö mungsgeschwindigkeit des in einem verjüngten Bereich 98 des ersten Strömungs kanals 56 beschleunigten Volumenstroms zu reduzieren. In der Mischkammer 95 vermischen sich der gasförmige Volumenstrom (z.B. Wasserdampf) und die ange saugte Luft.
Die Mischkammer 95 weist - wie dargestellt - einen ersten Endbereich 91 und einen zweiten Endbereich 92 auf. Der erste Endbereich 91 ist dabei in Nähe zu dem zweiten Strömungskanal 57 angeordnet. Der angesaugte Luftstrom tritt also in den ersten Endbereich 91 der Mischkammer 95 ein und wird dort mit dem gas förmigen aus dem Kochbehältnis entweichenden Volumenstrom vermengt. Wie in der Fig. 6b dargestellt, kann die akustische Signalvorrichtung bzw. das Stimmplattensystem 20 auch im zweiten Endbereich 92 der Mischkammer 95 an geordnet sein. Auch in dieser Stellung ist das Stimmplattensystem dazu eingerich tet, von einem Gemisch aus strömenden Fluid (insbesondere Wasserdampf) und Luftstrom angeregt zu werden und einen Signalton von mindestens 40 dB zu er zeugen. In der bezeichneten Anordnung wird die Signalvorrichtung (das Stimm plattensystem) also von einem Gemisch aus Wasserdampf und Luft angeströmt. Im Vergleich zu einer unmittelbaren Positionierung des Stimmplattensystems 20 im Bereich des ersten Strömungskanals 56 (ohne dabei einen quer zum ersten Strömungskanal verlaufenden zweiten Strömungskanal 57 zur Luftansaugung vor zusehen) ist der relative Anteil des das Stimmplattensystem 20 anströmenden Wasserdampfes also reduziert, nämlich zu jenem Anteil, der durch die einströ mende Luft bereitgestellt wird. Damit geht unmittelbar eine Reduzierung der Kon densatbildung einher. Der gleiche Effekt wird erzielt, wenn die akustische Signal vorrichtung im Diffusorbereich 96 (siehe Fig. 6c) oder in einem Bereich der ersten Auslassöffnung 58 angeordnet ist.
Wie beispielsweise in der Figur 5 dargestellt, führt ein dritter Strömungskanal 60 von der zweiten Öffnung 41 in der Grundplatte 37 zu einer zweiten Auslassöffnung 62. Der Deckelgriff 36, insbesondere die Strömungskanäle 56, 57 und 60 und die beiden Ventile 38, 40 sind über eine Formdichtung 64 gegenüber der Grundplatte 37 des Niederdruckgefäßdeckels abgedichtet.
Figur 7 zeigt die Formdichtung 64 mit eingeschobenen Stimmplattensystem 20 losgelöst vom Deckelgriff 36. Der erste Strömungskanal 56 weist eine Wandung 68 auf, die vorzugsweise aus einem Material gefertigt sein kann, das eine höhere Wärmekapazität als das Stimmplattensystem 20 aufweist. Gleiches kann für den zweiten Strömungskanal 57 bei Anordnung des Stimmplattensystems 20 in dem zweiten Strömungskanal 57 gelten. Alternativ kann ein nicht gezeigtes Bauteil mit einer solch höheren Wärmekapazität im ersten oder zweiten Strömungskanal 56, 57 vorgesehen sein. Bei Anordnung des Stimmplattensystems 20 in dem zweiten Strömungskanal 57 kann auch der zweite Strömungskanal 57 entsprechend aus gebildet sein. Insbesondere ist es auch möglich, dass die gesamte Formdichtung 64 aus einem Material mit höherer Wärmekapazität gebildet ist. In der Formdichtung 64 sind Durchlässe 66 für die federgelagerten Stifte 53 er kennbar.
Insbesondere die Figuren 5 bis 7 zeigen die erfindungsgemäße Anordnung des Stimmplattensystems 20 im Deckelgriff 36. Erkennbar ist, dass dieses schräg zur Lotrechten bzw. Strömungsrichtung (sei es des Wasserdampfs, der Luft oder eines Wasserdampf-Luft Gemischs) angeordnet ist und vorzugsweise ein Winkel von 35 bis 55°, vorzugsweise 45° mit einer Unterseite des ersten Strömungskanals 56, gebildet durch eine Oberfläche Niederdruckgefäßdeckels insbesondere der Grund platte 37, einschließt. Die gleichen Winkelverhältnisse gelten auch bei einer An ordnung des Stimmplattensystems 20 in dem zweiten Strömungskanal 57, in der Mischkammer 95 oder im Diffusorbereich 96. Bei Anordnung des Stimmplatten systems 20 in dem ersten Strömungskanal 56 ist der Stimmzungenfuß 28 der Grundplatte 37 zugewandt, so dass anfallendes Kondensat schwerkraftbedingt in Richtung des Stimmzungenfußes 28 fließt und der die Stimmzunge 26 umgebende Luftspalt 25 dadurch weitgehend frei bleibt.
Die Formdichtung 64 ist vorzugsweise als separates und entfernbares Element, vorzugsweise aus Silikon ausgebildet.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele und Merkmale beschränkt, sondern umfasst auch weitere Merkmale, die im Schutzbereich der Patentansprüche liegen. Weitere Ausführungsvarianten können sich auch durch die beliebigen miteinander kombinierbaren Patentansprüche ergeben.
Beispielsweise sind neben der Positionierung des Stimmplattensystems 20 im De ckelgriff 36 auch weitere Einbaupositionen denkbar. So kann das Stimmplatten system 36 z.B. in einer Aussparung im Deckel oder der Gefäßwand installiert sein. Ebenso ist ein verdeckter Einbau in einem oder beiden Seitengriffen des Gefäßes denkbar. Auch in der Figur 8 ist das der Erfindung zugrunde liegende Stimmplat tensystem 20 nochmals wiedergegeben. Bezugszeichenliste Stimmplattensystem
Stimmplatte
Stimmplattenöffnung
Luftspalt
Stimmzunge
Stimmzungenfuß
Stimmzungenseite
Rückseite
Stimmzungenkopf
Deckelgriff
Grundplatte
erstes Ventil
erste Öffnung
zweites Ventil
zweite Öffnung
Tellerdichtung
Teleskoprastbolzen
Wippschalter
Rastnut
Federblech
Rastnase
federgelagerter Stift
Deckelstiftgehäuse
erster Strömungskanal
zweiter Strömungskanal
erste Aulassöffnung
dritter Strömungskanal
Formdichtung
Durchlass
Wandung
erster Endbereich
zweiter Endbereich
Luft-Ansaugöffnung
erster Endbereich zweiter Endbereich Mischkammer Diffusorbereich Diffusor
verjüngter Bereich

Claims

Patentansprüche
1. Niederdruckgefäßdeckel, umfassend
- eine tellerförmige Grundplatte (37) zur Auflage auf einem Gefäßrand ei nes Niederdruckgefäßes,
- eine erste Öffnung (39) in der Grundplatte,
- eine akustische Signalvorrichtung zur Detektion eines Siedepunkts einer Flüssigkeit, die im Niederdruckgefäß erwärmt wird, wobei die akustische Signalvorrichtung ein Stimmplattensystem (20) mit einer Stimmplatte (22), einer Stimmplattenöffnung (24) und eine Stimmzunge (26) um fasst,
- einen ersten Strömungskanal (56), der sich von der ersten Öffnung (39) in der Grundplatte (37) zu einer ersten Auslassöffnung (58) erstreckt,
- und einen sich quer zu dem ersten Strömungskanal (56) erstreckenden zweiten Strömungskanal (57), der in seinem ersten Endbereich (81) eine Luft-Ansaugöffnung (90) aufweist und in seinem zweiten Endbereich (82) in den ersten Strömungskanal (56) mündet,
wobei die Strömungskanäle (56, 57) dahingehend ausgebildet sind, dass ein durch den ersten Strömungskanal (56) strömendes Fluid einen Luftstrom in dem zweiten Strömungskanal (57) erzeugt, und wobei die akustische Sig nalvorrichtung in dem zweiten Strömungskanal (57) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, von dem Luftstrom angeregt zu werden und einen Signalton von mindestens 40 dB zu erzeugen.
2. Niederdruckgefäßdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungskanal (56) eine Mischkammer (95) aufweist, die in Strö mungsrichtung des Fluids nachgelagert zu dem zweiten Strömungskanal (57) angeordnet ist, und dass der erste Strömungskanal (56) ferner einen zu der Mischkammer (95) in Strömungsrichtung des Fluids nachgelagerten Diffusorbereich (96) aufweist.
3. Niederdruckgefäßdeckel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (95) einen ersten Endbereich (91) und einen zweiten End bereich (92) aufweist, wobei der erste Endbereich (91) in Nähe zu dem zweiten Strömungskanal (57) angeordnet ist.
4. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Signalvorrichtung im zweiten Endbereich (92) der Mischkammer (95) angeordnet ist und dazu eingerich tet ist, von einem Gemisch aus strömenden Fluid und Luftstrom angeregt zu werden und einen Signalton von mindestens 40 dB zu erzeugen.
5. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Diffusorbereich (96) zumindest ein Dif fusor (97) angeordnet ist.
6. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Signalvorrichtung im Diffusor bereich (96) oder in einem Bereich der ersten Auslassöffnung (58) angeord net ist.
7. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ventil (38) vorgesehen ist, über das die erste Öffnung (39) in der Grundplatte (37) des Niederdruckgefäß deckels über ein Betätigungsmittel verschließbar ist, was ein Anregen der Stimmplatte (22) verhindert.
8. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überdruckventil vorgesehen ist, welches im ersten Strömungskanal (56) angeordnet ist.
9. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des ersten Strömungskanals (56) und/oder des zweiten Strömungskanals (57) ein Bauteil mit einer Wärme kapazität angeordnet ist, die höher als die Wärmekapazität des Stimmplat tensystems (20) ist.
10. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (68) des ersten Strömungs kanals (56) und/oder des zweiten Strömungskanals aus einem Material ge fertigt ist, dass eine höhere Wärmekapazität als das Stimmplattensystem (20) aufweist.
11. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Grundplatte (37) des Niederdruckge fäßdeckels eine zweite Öffnung (41) vorgesehen ist, durch die ebenfalls Fluid aus dem Niederdruckgefäß ausleitbar ist.
12. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ventil (40) vorgesehen ist, über das die zweite Öffnung (41) über ein Bedienungsmittel verschließbar ist.
13. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (38) und das zweite Ventil (40) über einen rastbaren Wippschalter (46) betätigbar sind.
14. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Deckelgriff (36) mit einem Deckelgriffgehäuse (54) vorgesehen ist, in dem angeordnet sind:
- die Signalvorrichtung mit dem Stimmplattensystem (20),
- der erste Strömungskanal (56), der in die erste Auslassöffnung (58) mündet,
- der zweite Strömungskanal (57), der in den ersten Strömungskanal (56) mündet,
- einen dritten Strömungskanal (60), der in die zweite Auslassöffnung (62) mündet,
- das erste Ventil (38) zum Verschließen der ersten Öffnung (39),
- das zweite Ventil (40) zum Verschließen der zweiten Öffnung (41), wobei am Gehäuse (54) der Wippschalter (46) zur Betätigung der beiden Ventile (38,40) angeordnet ist.
15. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimmzunge (26) von einem Luftspalt (25) umgeben ist, dessen Gesamtfläche maximal 4% der Fläche der Stimm plattenöffnung (24) entspricht.
16. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stimmplattensystem (20) einen Ton mit einer Frequenz unter 400 Hz. abgibt.
17. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stimmplattensystem (20) schräg zur Längserstreckung des im Wesentlichen horizontal verlaufenden ersten und/oder zweiten Strömungskanals (56, 57) ausgerichtet ist, und vorzugs weise einen Winkel von 35 bis 55° mit einer Unterseite des ersten und/oder zweiten Strömungskanals (56, 57) einschließt.
18. Niederdruckgefäßdeckel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimmzunge (26) über einen Stimmzun genfuß (28) an der Stimmplatte (22) befestigt ist, wobei der Stimmplatten fuß (28) in Richtung der Grundplatte (39) des Niederdruckgefäßdeckels aus gerichtet ist, so dass auftretendes Kondensat aufgrund der Schwerkraft in Richtung des Stimmplattenfußes (28) abfließen kann.
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