DE1252629B - Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem dampfbeheizten Waermebehandlungsapparat und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem dampfbeheizten Waermebehandlungsapparat und Vorrichtung zur Durchfuehrung des VerfahrensInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUS
GESCHRIFT 1252629
f-j
Int. CL: BOIb
AO 9
Deutsche KL: 12 a-2
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
1252629
A52000IVc/12a
30. März 1966
26. Oktober 1967
A52000IVc/12a
30. März 1966
26. Oktober 1967
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem dampfbeheizten Apparat
zur Wärmebehandlung von Gut, insbesondere einem Kochapparat, mit Dampfzufuhr zu einem Dampfraum
und Umwälzung des im Dampfraum enthaltenen Dampf-Luft-Gemisches in einem außerhalb
des Dampfraums zum Teil über die Dampfzuleitung geschlossenen Kreislauf.
Bei solchen Apparaten muß zur Deckung des Wärmebedarfs ständig Frischdampf zugeführt werden.
Um eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung an allen Stellen des Apparates zu erhalten,
ist es ferner erforderlich, das im Dampfraum enthaltene Dampf-Luft-Gemisch in ständiger Bewegung
zu halten.
Ein bekannter Apparat der eingangs genannten Art mit einem gesonderten, den Behandlungsraum
umgebenden Dampfraum verwendet hierzu einen in der Zufuhrleitung für den Frischdampf angeordneten
Ejektor, mit welchem das im Dampfraum enthaltene Dampf-Luft-Gemisch angesaugt und in einen äußeren
Umlauf durch die Ansaugleitung, den Ejektor und den anschließenden Teil der Dampfzuleitung gebracht
wird. Die zum Betrieb des Ejektors erforderliche Dampfmenge ist jedoch in vielen Fällen, insbesondere
dann, wenn die Behandlungstemperatur unter dem Siedepunkt des im Behandlungsgut enthaltenen
Wassers gehalten werden soll, zu groß. Bei dem bekannten Apparat durchströmt deshalb das
aus dem Ejektor austretende Dampf-Luft-Gemisch vor seinem Eintritt in den Apparat zunächst einen
mit Wasser betriebenen Kühler, wo ein Teil des Dampfes zu Kondensat niedergeschlagen und anschließend
abgeleitet wird.
Bei dem bekannten Apparat läßt sich die Temperatur im Dampfraum leicht durch temperaturabhängige
Steuerung der Kühlwassermenge regeln. Nachteilig ist jedoch der hohe Energieverlust durch
die Kondensierung eines Teils des Dampfes im Kühler. Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil dadurch,
daß in die Dampfzuleitung außer Dampf Druckluft eingeführt wird und dem Apparat nur so viel Frischdampf
zugeführt wird, daß der Wärmebedarf im Dampfraum gerade gedeckt ist.
Durch die Erfindung kann die früher erforderliche Wasserkühlung entfallen, da kein Überschuß an
Dampf zugeführt wird, sondern nur die zur Deckung des Wärmeverbrauchs im Apparat gerade erforderliche
Dampfmenge. Dies hat geringe Wärmeverluste und einen hohen Wirkungsgrad zur Folge.
Auch gestattet die Erfindung die Behandlung des Gutes unmittelbar in dem Dampfraum unter Auf-
Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem
dampfbeheizten Wärmebehandlungsapparat und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Anmelder:
Aktiebolaget Electron«, Stockholm
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Jourdan
und Dipl.-Ing. W. Beyer, Patentanwälte,
Frankfurt/M., Freiherr-vom-Stein-Str. 18
Als Erfinder benannt:
Nils Arne Fahlvik, Geringe (Schweden)
Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 9. April 1965 (4697)
rechterhaltung eines geringen Überdruckes durch die Druckluftzufuhr. Dies war bisher nicht ohne weiteres
möglich. Der beim Arbeiten mit Temperaturen unter dem Siedepunkt von Wasser kondensierende Dampf
erzeugte im Dampf raum des vorbekannten Apparates einen ständigen Unterdruck, zu dessen Verringerung
sogar Luft aus der Atmosphäre vom Ejektor über ein entsprechendes Ventil angesaugt werden mußte: Die-
.· ser Unterdruck verhinderte in vielen Fällen die Verwendung
des Dampfraumes selbst als Behandlungsraum. Beim Kochen beispielsweise mancher Fleischwaren
entsteht nämlich durch die Erwärmung innerer Überdruck, der bei Kochräumen mit Unterdruck die
Außenhaut der Ware sprengen kann. Der durch die erfindungsgemäße Einleitung von Druckluft in den
Apparat entstehende Überdruck beseitigt in großem Maß diese Gefahr.
Bei dem vorbekannten Apparat arbeitet das die Kühlwassermenge beeinflussende Regelsystem mit
Hilfe elektrisch gesteuerter Ventile. Bei der insbesondere in Fleischwaren- und Konservenfabriken
üblichen Reinigung der Betriebsräume und Apparate durch Abspritzen mit Druckwasser ist das Eindringen
von Feuchtigkeit in die elektrischen Armaturen trotz Kapselung und vorgeschriebener Schutzeinrichtungen
nicht zu vermeiden. Die hierdurch bedingten Schaden setzen die Lebensdauer der elektrischen Anlagen-.
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teile herab und bedrohen ständig ihre Betriebsbereitschaft. Auch bier schafft die Erfindung ohne Mehraufwand
die Voraussetzungen für eine wirksame Abhilfe, die in weiterer Ausbildung der Erfindung darin
besteht, daß zur Betätigung der die Dampfzugabe steuernden Ventileinrichtungen ebenfalls Druckluft
verwendet wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, bei welcher in an sich bekannter Weise eine an entgegengesetzten Stellen
des Dampfraumes angeschlossene Umlaufleitung vorgesehen ist, in welche Frischdampf einführbar ist,
und welche einen Ejektor zur Erzwingung des Umlaufs für das in der Vorrichtung enthaltene Dampf-Luft-Gemisch
aufweist, ist nach einem besonderen Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
derart beschaffen, daß die Druckseite des Ejektors mit einer Zufuhrleitung für Druckluft in
Verbindung steht. Die Zufuhrleitung für den Frischdampf weist zweckmäßig ein durch einen Thermostaten
beeinflußbares Ventil auf, dessen Fühlkörper der Temperatur des den Behandlungsraum durchströmenden
Dampf-Luft-Gemisches ausgesetzt ist. Vorzugsweise ist dieses Ventil in der Zufuhrleitung
für den Frischdampf ein durch Druckluft zu betätigendes Membranventil.
Nach einem anderen Ausbildungsmerkmal der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens weist die Zufuhrleitung für die Druckluft ein Hauptventil, eine Leitung zu dem
Ejektor in der Umlaufleitung und ein Druckminderventil auf und verzweigt sich zum Membranventil
und dem thermostatisch gesteuerten Ventil hin. Die Zufuhrleitung für den Frischdampf kann dabei
ebenfalls ein Hauptventil aufweisen, das mit dem Hauptventil in der Zufuhrleitung für Druckluft zur
gemeinsamen Betätigung mechanisch verbunden ist.
Nach einem anderen Ausbildungsmerkmal des erfindungsgemäßen Apparates endet die Umlaufleitung
im Dampfraum in einem Verteiler. Dies begünstigt die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung
im Dampfraum und vermindert die durch den Austritt von Dampf und Druckluft in den
Dampfraum bedingte Geräuschbildung.
Um schließlich die Ansammlung von Kondenswasser im Dampfraum zu vermeiden, ist der Dampfraum
zweckmäßig mit einem Auslaß mit Kondenswasserableiter und Rückschlagventil versehen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Leitungsplan mit Regelgliedern bei einem
dampferhitzten Apparat mit einem Dampfraum 10, der vorzugsweise zugleich Kochraum ist. Er kann
jedoch auch in bekannter Weise einen Mantel um den Kochraum, in welchem die Behandlung erfolgt,
bilden. Der Apparat ist an eine Dampfzufuhrleitung 11 mit einem Absperrventil 12 angeschlossen. Weiterhin
ist der Apparat an eine Zufuhrleitung 13 für
Druckluft angeschlossen, die ein Absperrventil 14 enthält. Die beiden Ventile 12 und 14 können mechanisch
verbunden sein, so daß mit einem Handgriff gleichzeitig beide Ventile geöffnet oder geschlossen
werden können.
In der Dampfleitung 11 ist weiterhin ein fernbetätigbares Ventil 15 zur Regelung der Durchströmmenge
des Dampfes vorgesehen, der anschließend in ein Zuleitungsrohr 16 geleitet wird, welches durch
einen rohrförmigen Verteiler 17 in den unteren Teil des Dampfraumes 10 geführt ist, wo der Verteiler 17
einen sogenannten geräuschlosen Kocher bildet.
Die Zufuhrleitung 13 für die Druckluft verzweigt sich hinter dem Absperrventil 14 in zwei Teile 18 und 26, von denen der erste Teil J8 iibe*»e in Druckminderventil 19 zu einer Zweigstelle 10 jfihrt, von welcher die Druckluft teils durch eine'triftig 21 zur
Die Zufuhrleitung 13 für die Druckluft verzweigt sich hinter dem Absperrventil 14 in zwei Teile 18 und 26, von denen der erste Teil J8 iibe*»e in Druckminderventil 19 zu einer Zweigstelle 10 jfihrt, von welcher die Druckluft teils durch eine'triftig 21 zur
ίο Betätigungsseite des ferngesteuerte*.. ,Vjiefils 15 und
teils durch eine Leitung 22 zu einem thermostatisch gesteuerten Ausblasventil 23 geleitet wird, dessen
Thermostat durch eine Impulsleitung 24 mit einem Fühlkörper 25 in Verbindung steht, der im gezeichneten
Ausführungsbeispiel innerhalb des Dampfraumes 10 angeordnet ist. Der Fühlkörper 25 kann
aber auch an einer anderen Stelle im System angeordnet sein, wo er auf Temperaturänderungen im
Dampfraum 10 anspricht.
ao Die andere Zweigleitung 26 der Zufuhrleitung 13 für Druckluft geht zu einem Ejektor 27 innerhalb
des Zuleitungsrohres 16. Der Ejektor 27 steht saugseitig über eine Leitung 30 mit dem oberen Teil 28
des Dampfraumes 10 in Verbindung. Wenn Druckes luft durch die Leitung 26 in den Ejektor strömt,
wird folglich ein Gemisch aus Luft und Dampf aus dem Dampfraum gesaugt und durch das Zuleitungsrohr 16 unter Hinzutritt von Druckluft und später
von Dampf aus der Zuleitung 11 dem unteren Ende des Dampfraumes 10 durch den Verteiler 17 wieder
zugeführt, wodurch das im Dampfraum 10 enthaltene Dampf-Luft-Gemisch ständig in Umlauf gehalten
wird.
Das fernbetätigbare Ventil 15 ist normalerweise geschlossen, öffnet aber, sobald Druckluft durch das
Absperrventil 14 eingelassen wird. Dadurch strömt Dampf in das Zuleitungsrohr 16, wo er sich mit dem
vom Ejektor 27 kommenden Dampf-Luft-Gemisch vermischt und in den Dampf raum 10 weitergeleitet
wird. Gleichzeitig bewirkt die den Ejektor 27 durchströmende Druckluftmenge eine Absaugung des
Dampf-Luft-Gemisches am oberen Ende des Dampfraumes 10.
Im Betrieb des Apparates werden die Einstellung des ferhbetätigbaren Ventils 15 und somit der Dampfdurchlaß in Abhängigkeit von der im Dampfraum herrschenden Temperatur geregelt. Falls die Temperatur im Dampfraum 10 zu hoch wird, wird dies vom Fühlkörper 25 festgestellt und bewirkt, daß das
Im Betrieb des Apparates werden die Einstellung des ferhbetätigbaren Ventils 15 und somit der Dampfdurchlaß in Abhängigkeit von der im Dampfraum herrschenden Temperatur geregelt. Falls die Temperatur im Dampfraum 10 zu hoch wird, wird dies vom Fühlkörper 25 festgestellt und bewirkt, daß das
Ausblasventil 23 allmählich geöffnet wird. Der hierdurch vergrößerte Luftdurchlaß durch das Druckminderventil
19 hat ein Absinken des Druckes in den Leitungen 21 und 22 zur Folge, wodurch das
fernbetätigbare Ventil 15 proportional zum Temperaturanstieg im Dampfraum 10 schließt.
Der Ejektor 27 ist im Verhältnis zur Größe des Dampfraumes derart bemessen, daß ein gewisser
Überdruck im Dampfraum aufrechterhalten wird. Dieser kann etwa 0,02 atü betragen. Zur Erzielung
der erforderlichen Temperatur wird eine bestimmte Dampfmenge zugeführt, die durch das thermostatisch
gesteuerte Ventil 15 bemessen wird. Der beim Betrieb im Dampfraum herrschende Überdruck
wird bei etwa 0,05 atü ausgeglichen. Die durch den
Ejektor 27 gesaugte Luft wird weiter unten im Zuleitungsrohr 16 mit dem dort ausströmenden Dampf
aus der Leitung 11 vermischt Und folgt in den Dampfraum 10 mit. Am Boden des Dampfraumes ist
ein Auslaß 29 mit Kondenswasserableiter und Rückschlagventil angeordnet. Falls ein zu großer Überdruck
im Dampfraum entsteht, strömt eine bestimmte Luftmenge durch den Auslaß 29. Auch wird auf
diesem Weg das im Dampfraum entstehende Kondensat abgeführt.
Das an Hand des Ausführungsbeispiels erläuterte erfindungsgemäße Verfahren arbeitet, wie ohne weiteres
einleuchtet, mit einer Zufuhr von nur so viel Dampf, wie zur Aufrechterhaltung der gewünschten
Temperatur im Dampfraum gerade erforderlich ist. Es ist keine Abkühlung des zugeführten Dampfes
vor der Einleitung in den Dampfraum vorhanden, und es wird die zugeführte Wärme nicht nutzlos weggeleitet.
Eine große Ersparnis von Wasser und »5 Wärmekalorien ist die Folge. Das erfindungsgemäße
Verfahren ermöglicht ferner das ständige Vorhandensein
eines schwachen Überdruckes im Dampfraum zur Bildung eines äußeren Stützdruckes für unterdruckempfindliche
Waren, die unmittelbar im Dampf- ao raum behandelt werden können, und ist außerdem
beispielsweise auch anwendbar für Speisen- und Geschirrwärmer, für Auftauapparate und Verflüssigungsapparate,
weiterhin für Trockner verschiedener Art wie auch für Apparate zum Regenerieren und *5
Aktivieren von Substanzen.
Claims (9)
1. Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem dampfbeheizten Apparat zur Wärmebehandlung
von Gut, insbesondere einem Kochapparat, mit Dampfzufuhr zu einem Dampfraum und Umwälzung des im Dampfraum enthaltenen
Dampf-Luft-Gemisches in einem außerhalb des Dampfraumes zum Teil über die Dampfzuleitung
geschlossenen Kreislauf, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Dampfzuleitung außer Dampf Druckluft eingeführt wird und dem Apparat nur so viel Frischdampf zugeführt wird,
daß der Wärmebedarf im Dampfraum gerade gedeckt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelung der Dampfzufuhr mittels eines Druckluftsystems erfolgt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher in
an sich bekannter Weise eine an entgegengesetzten Stellen des Dampfraumes angeschlossene
Umlaufleitung vorgesehen ist, in welche Frischdampf einführbar ist und welche einen
Ejektor zur Erzwingung des Umlaufs für das im Dampfraum enthaltene Dampf-Luft-Gemisch aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite des Ejektors (27) mit einer Zufuhrleitung
(13, 26) für Druckluft in Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (11) für den
Frischdampf ein durch einen Thermostaten beeinflußbares Ventil (15) aufweist, dessen Fühlkörper
(25) der Temperatur des den Dampfraum durchströmenden Dampf-Luft-Gemisches ausgesetzt
ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventil (15) in der Zufuhrleitung (11) für Frischdampf ein durch
Druckluft zu betätigendes Membranventil ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung
(13) für die Druckluft ein Hauptventil (14), eine Leitung (26) zu dem Ejektor (27) in der Umlaufleitung
(16) und ein Druckminderventil (19) aufweist und sich zum Membranventil (15) und dem
thermostatisch gesteuerten Ventil (23) hin verzweigt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (11) für den
Frischdampf ein Hauptventil (12) aufweist, das mit dem Hauptventil (14) in der Zufuhrleitung
(13) für Druckluft zur gemeinsamen Betätigung mechanisch verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufleitung (16) im
Dampfraum (10) in einem Verteiler (17) endet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfraum (10) mit einem
Auslaß (29) mit Kondenswasserableiter und Rückschlagventil versehen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 679/464 10.67 O Bundesdruckerel Be(IIn
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