PRESSURE COOKER

Abstract: 1. Pressure cooker having a boiling chamber (1), accessible through a door (2) or the like, for the reception of the foodstuffs to be prepared, and having a steam generator (4) which consists of a heatable casting with a plurality of cast-in passages (11) and which is connected on the one hand to a water supply conduit, and on the other to the boiling chamber (1), characterised in that there are provided a common feed passage (10) and several distributor passages (11) branching off from it and opening at their ends into a steam trap chamber (12), the casting (4) being installed in the pressure cooker with the distributor passages (11) rising slightly from the water supply side.

Description: Dampfdruck-Ko cher Die Erfindung geht aus von einem Dampfdruck-Kocher mit einer durch eine Türe od. dgl. zugänglichen Kochkammer zur Aufnahme der zu garenden Speisen und einem Dampferzeuger, der aus einem beheizten Gusskörper mit einer inneren Verdampferkammer und mehreren Kanälen besteht und der einerseits an eine Wasserzuführleitung, andererseits an die Kochkammer angeschlossen ist. Durch die US-PS 3,227,067 ist ein vergleichbarer Dampfdruck-Kocher bekannt. Bei ihm ist die Verdampferkammer ein rechteckiger, freier Raum, in den seitlich mittels einer Handpumpe Wasser eingespritzt werden kann. Dieses Wasser verdampft in der elektrisch beheizten Verdampferkammer und der entstehende Dampf strömt über eine Vielzahl von Bohrungen in der oberen Kammerwand nach oben, wo er auf eine Prallplatte trifft, die seitlich umströmt werden muss. Der Raum oberhalb der Prallplatte ist durch eine Vielzahl von Düsen mit der Kochkammer verbunden. Diese bekannte Verdampferkammer ist durch die Vielzahl von Bohrungen teuer in der Herstellung. AuBer- dem besteht die Gefahr, dass sich die Bohrungen bei sehr kalkhaltigem Wasser mit der Zeit zusetzen. Unabhängig davon ist der Verdampfungsvorgang in thermodynamischer Hinsicht ungünstig, denn man arbeitet mit einer quasi statischen Verdampfung, ähnlich wie in einem Kochtopf. Schliesslich ist auch die Art der WasserzufUhrung durch eine Handpumpe unbequem und ungenau, weil keine kontinuierliche Dampferzeugung gewährleistet ist. Daneben sind Dampferzeuger für Dampfdruck-Kocher bekannt, die aus einem dickwandigen, rohrförmigen Behälter bestehen. In der Rohrwand sind zahlreiche über den Umfang verteilte Axialbohrungen eingebracht, in denen jeweils eine Heizpatrone steckt. Diese Axialbohrungen müssen unter sehr engen Toleranzen hergestellt werden. Zum einen, damit die Heizpatronen allseits gut anliegen und ein hoher WärmeUber- gang in das Wandmaterial des Verdampfers gewährleistet ist. Zum aneren darf die Passung nicht zu eng sein, damit man die Heizpatronen noch axial einschieben kann. Als weiterer Nachteil kommt im Betrieb dazu, dass es aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnungen zu Verspannungen zwischen Heizpatrone und Verdampferwand kommen kann. Die Heizpatronen bak ken dann in den Bohrungen fest und können im Falle eines Defektes nicht mehr herausgezogen werden, sondern müssen mühsam ausgebohrt werden. Hiervon ausgehend, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Dampfdruck-Kocher der eingangs beschriebenen Gattung sowohl bezüglich des Herstellungsaufwandes als auch bezüglich der Wärme Ubergangsverhältnisse zu verbessern. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass Massnahmen in erster Linie am Dampferzeuger des Dampfdruck-Kochers zu treffen sind. Zu diesem Zweck bilden die in den Gusskörper eingegossenen Kanäle erfindungsgemäss selbst und unmittelbar die Verdampferkammer und der gebildete Dampf wird über eine gemeinsame Sammelleitung der Kochkammer zugeführt. Der Kern der Anmeldung besteht also darin, dass die Kanäle nicht wie in der eingangs zitierten US PS 3,227,067 im Anschluss an die Verdampferkammer angeordnet sind, sondern dass sie selbst die Verdampferkammer bilden. Dadurch stellt sich während des Verdampfungsvorganges folgendes Phänomen ein: Die Kanäle, die an ihrem einen Ende mit Wasser beschickt werden und an ihrem anderen Ende mit der Sammelleitung zum Transport des gebildeten Dampfes in die Kochkammer verbunden sind, erzeugen eine vom Verdampferanfang zum Verdampferende hin laufend zunehmende Dampfgeschwindigkeit. Ursache hierfür ist die vom Kanalanfang zum Kanalende hin ständig zunehmende Dampfmenge. Diese Dampfmenge muss entsprechend dem Kontinuitätsgesetz zum Verdampferende hin immer schneller strömen, da der Querschnitt der Kanäle gleich bleibt oder sich nur relativ schwach verändert. Diese vom Verdampferanfang zum Verdampferende hin laufend beschleunigte Dampfströmung kann Wassertropfen von der Kanalwand mitreissen. Dies verbunden mit der gleichzeitig ausgelösten Verwirbelung des dünnen Wasserfilmes an der Kanalwand führt zu einer deutlichen Steigerung der Wärmeübertragung. Zugleich ergibt sich auch ein schnelleres Regelverhalten des Dampfdruck-Kochers. Die quasi statische Verdampfung im bekannten Fall wird also ersetzt durch eine dynamische Verdampfung mit permanent zunehmender Strömungsgeschwindigkeit und dementsprechend zunehmenden Wärmeübergangszahlen. Ausserdem zeichnet sich die erfindungsgemässe Lösung durch niedrige Herstellungskosten aus. So können die Kanäle im Gusskörper bei dessen Herstellung gleichzeitig mitgegossen werden. Ausserdem erübrigen sich die bisher notwendigen Düsen. Zweckmässigerweise bestehen die eingegossenen Kanäle aus einem gemeinsamen Zuführkanal, der vorzugsweise in Querrichtung läuft und davon abzweigenden Ver teilkanälen, die vorzugsweise in Längsrichtung laufen. Bei dieser Anordnung kann das Volumen und die Wärmekapazität des Gusskörpers optimal ausgenützt werden und man kommt infolge hoher Energiedichte mit bescheidenen Abmessungen aus. Dies ist bei Küchengeräten, wo der Platzbedarf eine wesentliche Rolle spielt, von besonderem Vorteil. Selbstverständlich kann dieser Verlauf der Kanäle auch in der Form realisiert werden, dass der Zuführkanal nicht eingegossen ist, sondern ausserhalb der Verdampferkammer verläuft. Erfolgt die Beheizung des Dampferzeugers elektrisch, so empfiehlt es sich, den Gusskörper plattenförmig auszubilden und ihn an seinen beiden planen Heizflächen, die zweckmässig parallel zueinander verlaufen, mit elektrischen Heizplatten zu bestücken. Diese Heizplatten, die den gleichen Aufbau wie bei einem Bügeleisen haben können, lassen sich in einfacher Weise an die flachen Aussenwände des Gusskörpers anlegen und durch Schrauben od. dgl. anpressen. Wärmedehnungsdifferenzen sind dabei wegen der nur einseitigen Anlage der Heizplatten unkritisch. Auch lassen sie sich bei dieser Art der Montage im Falle eines Defektes problemlos austauschen. Um das Mitreissen von Wassertröpfchen in die Verbindungsleitung zur Kochkammer auszuschliessen, empfiehlt es sich, dass die Verteilkanäle in eine Kondensat-Abscheidekammer des Dampferzeugers münden. Erst anschliessend gelangt dann der tropfenfreie Sattdampf in die Verbindungsleitung zur Kochkammer. Das anfallende Kondensat kann periodisch über eine Ablassleitung entfernt werden. Zweckmässig weist diese Abscheidekammer in axialer Verlängerung der Verteilkanäle eine Inspektionsöff- nung auf. Dadurch ist nicht nur eine chemische, sondern auch eine mechanische Reinigung und insbesondere auch eine optische Uberprüfung der Kanäle möglich. Eine weitere zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Wasserzufuhr zu den Kanälen automatisch in Abhängigkeit von der im Kocher herrschenden Temperatur oder von dem Dampfdruck erfolgt. Es wird also beispielsweise in der Kochkammer ein bestimmter Druck als Solldruck vorgegeben. Durch den Wärmeverbrauch zum Garen der Lebensmittel wie auch durch Wärmeverluste in der Kochkammer kondensiert dort laufend Dampf, so dass der Druck allmählich abnimmt. Wird der Solldruck unterschritten, so wird automatisch Wasser in den Dampferzeuger eingespritzt, bis der entstehende Dampf den Druck in der Kochkammer wieder auf den vorgegebenen Wert erhöht. Entsprechend kann dies auch durch Temperatur überwachung gesteuert werden. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei- spieles anhand der Zeichnung; dabei zeigt: Fig. 1 ein Funktionsdiagramm des Dampfdruck-Kocher8; Fig. 2 den Dampferzeuger in vergrösserter Darstellung in der Draufsicht; Fig. 3 den Dampferzeuger nach Fig. 2 in der Seitenan sicht und Fig. 4 eine gasbeheizte Ausführung des Dampferzeugers. In Fig. 1 sind die wesentlichen Bestandteile des Dampfdruck-Kochers in Form eines Fliessschemas zusammengestellt. Sie befinden sich in der Praxis in einem gemeinsamen Ge häuse, dessen Grösse im wesentlichen durch die Abmessungen der Kochkammer 1 bestimmt sind. An der Vorderseite ist die Kochkammer 1 durch eine druckdichte Tür 2 verschliessbar. Im Inneren können Etagen vorgesehen vorgesehen sein, um die zu garenden Speisen übereinander zu stapeln und den Innenraum voll auszunützen. Wie die Zeichnung zeigt, ist die Kochkammer 1 über eine Verbindungsleitung 3 an einen Dampferzeuger 4 angeschlossen. Der Dampferzeuger 4 ist seinerseits an eine Wasserzuführleitung 5, die einen Enthärter 6 durchläuft, angeschlossen. In dem Enthäter 6 wird das Wasser mittels Regenerierharz od. dgl. in an sich bekannter Weise von seinen mitgefUhrten Mineralstoffen befreit, damit die anschliessende Verdampfung möglichst rückstandsfrei erfolgt. Die Steuerung der Wasserzufuhr erfolgt durch ein Elektromagnetventil 7, das von der Steuer- und Regeleinheit 8 in an sich bekannter Weise betätigt wird. Ausserdem sind die Kochkammer 1 und der Dampferzeuger 4 in der üblichen Weise an eine Kondensat-Ableitung 9 angeschlossen. Die Funktion ist folgende: In der Kochkammer 1 ist ein bestimmter Druck als Solldruck vorgegeben. Zum Erreichen dieses Druckes wird über das Ventil 7 Wasser in den Dampferzeuger 4 eingeleitet, dessen Wandtemperatur automatisch durch die Steuer- und Regeleinheit 8 zwischen 1500C und 180 C gehalten wird. Dadurch verdampft das zugeführte Wasser und der entstehende Dampf strömt über die Leitung 3 in das Innere der Kochkammer 1. Dieser Vorgang wiederholt sich, sobald der Solldruck in der Kochkammer 1 unterschritten wird. Die Wasserzufuhr, d. h. die Steuerung des Ventils 7, erfolgt also in Abhängigkeit von den DruckverhEltnlssen in der Druckkammer 1. Ebenso könnte die Steuerung auch in Abhängigkeit von der Kochkammertemperatur erfolgen. Die Beheizung des Verdampfers 4 wird immer dann eingeschaltet, wenn eine bestimmte Mindesttemperatur an der Wand unterschritten ist, im Ausführungsbeispiel 1500C und ausserdem immer dann, wenn Wasser in den Verdampfer eingespritzt wird. Die Steuerung erfolgt über 2 voneinander entkoppelte Regelkreise Im Gegensatz zu den bisher bekannten Dampfdruck-Kochern ist der Dampferzeuger im vorliegenden Fall nicht als dickwandiger Röhrenverdampfer mit in die Rohrwand eingelassenen Heizpatronen, sondern als Gusskörper mit eingegossenen Strömungskanälen für das zu verdampfende Wasser ausgebildet. Seine Einzelheiten ergeben sich aus den Fig. 2 bis 4. Wie die Zeichnungen zeigen, weist der Gusskörper 4 einen eingegossenen Zuführkanal 10 auf, der als Sackloch ausgebildet ist und zahlreiche davon rechtwinklig abzweigende Verteilkanäle 11, in denen im wesentlichen der Verdampfungsvorgang stattfindet. Der Gusskörper wird so in den Dampfdruck-Kocher eingebaut, dass die Verteilkanäle 11 von der Wasserzufuhrseite, also von dem Zuführkanal 10 aus betrachtet, leicht ansteigen. Dadurch wird eine gleichmässige Beaufschlagung der Verteilkanäle 11 erreicht. An ihrem Ausgang münden die Verteilkanäle 11 in eine Abscheidekammer 12. Von dort zweigt der Dampf in Querrichtung in die Verbindungsleitung 3 zur Kochkammer 1 ab. Die Abscheidekammer 12 ist durch einen abschraubbaren Deckel 13 zugänglich. Er gestattet auch die Reinigung und Inspektion der Verteilkanäle 11, wo aufgrund des stattfindenden Verdampfungsprozesses mit einer gewissen Rückstandsbildung zu rechnen ist, obwohl das Wasser enthärtet wird. Der Verdampfer erfüllt daher die bei Lebensmitteln besonders hohen hygienischen Anforderungen in hervorragender Weise. Wie man sich leicht vorstellen kann, führt der in den Ver teilkanälen 1t entstehende Dampf infolge der Volumenzunahme des Gemisches zu einer stark beschleunigten Strömung zum Verdampferende hin. Dies ergibt eine intensive Verwirbelung nicht nur innerhalb der Dampfphase, sondern auch in dem dünnen Wasserfilm an der Kanalwand, woraus sich ein wesentlich höherer Wärmeübergang als bei den bisher bekannten Dampfdruck-Kochern einstellt. Zugleich wird die gesamte wärmeaustauschende Fläche gleicunssig-beIastet. Wird der Verdampfer elektrisch beheizt, wie dies vorherrschend der Fall ist und in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, so ergeben sich weitere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Der Gusskörper 4 ist in diesem Falle plattenförmig ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende plane Heizflächen 4a auf, die parallel zu den Kanälen 10 und 11 verlaufen. An diese Heizflächen 4a sind flächig anliegende, elektrische Heizplatten 14 montiert, beispielsweise mit Klammern oder mit den zeichnerisch dargestellten Befestigungsschrauben 15, die den Gusskörper im Zwischenraum zwischen benachbarten Verteilkanälen 11 durchqueren oder an der Aussenseite des Gusskörpers angeordnet sind. Gegenüber den bisher bekannten elektrisch beheizten Dampfdruck-Kochern zeichnet sich diese Konstruktion durch wesentlich günstigere Herstellungskosten aus, da die Bohrungen enger Toleranzen zum Einbringen der Heizpatronen entfallen. Auch zeichnet sie sich, wie schon gesagt, durch einen intensiveren Wärmeaustausch aus, da das zugeführte Wasser von Anfang an in direktem Kontakt mit der Verdampferwand steht. Selbstverständlich kann der Kanal 10 ausserhalb des Guss körpers (4) angeordnet sein, indem die Kanäle 11 ent sprechend verlängert werden. Ein Beispiel für eine gasbeheizte Ausführungsfori ist in Fig. 4 dargestellt. Im Inneren ist der Daipferzeuger dabei identisch aufgebaut wie bei der elektrisch beheizten Aus führung. Lediglich ist anstelle der planen Heizflächen 4a ein Rippenprofil 4b vorgesehen. Die Beheizung ist durch einen Gasbrenner 17 angedeutet. SchlieBlich ist beiden Dampferzeugern noch eine zusätzliche Reinigungsöffnung 18 in einer Seitenwand der Abscheidekammer 12 gemeinsam. Sie eignet sich insbesondere für eine Flüssig-Reinigung der Verdampferkanäle. Zusammenfassend liegt der Vorteil der Erfindung darin, dass sich der Dampfdruck-Kocher durch einen besseren Wärmeüber- gang und damit durch eine feinfühligere Regelung der vorgegebenen Druck- oder Temperaturwerte auszeichnet, was gerade bei dem Garprozess von Lebensmitteln von besonderer Bedeutung ist. Zugleich können aufgrund der niedrigeren Herstellkosten neue Anwenderkreise für dieses Kochprinzip erschlossen werden.

Claims: Patentansprüche 1. Dampfdruck-Kocher mit einer durch eine Türe od. dgl. zugänglichen Kochkammer zur Aufnahme der zu garenden Speisen und einem Dampferzeuger, der aus einem beheizbaren Gusskörper mit einer inneren Verdampferkammer und mehreren Kanälen besteht und der einerseits an eine Wasserzuführleitung, andererseits an die Kochkammer angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Gusskörper (4) eingegossenen Kanäle (10, 11) selbst die Verdampferkammer biLden und dass der gebildete Dampf über eine gemeinsame rhindlsrlasleitung (3) der Kochkammer (1) zugeführt wird. 2. Dampfdruck-Kocher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eingegossenen Kanäle aus einem gemeinsamen Zuführkanal (10) und mehreren davon abzweigenden Vcrtcilkandlen (11) bestehen. 3. Dampfdruck-Kocher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ZuführkanaL (10) als Querkanal, die Verteilkanäle (11) als Längskanäle angeordnet sind. 4. Dampfdruck-Kocher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gusskörper (4) plattenförmig ausgebildet ist und an seinen beiden planen Heiflächen (4a) mit elektrischen Heizplatten (14) bestückt ist. 5. Dampfdruck-Kocher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilkanäle (11) in eine Kondensat Abscheidekammer (12) münden. 6. Dampfdruck-Kocher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidekammer (12) in axialer Ver Längerung der Vrtei Lkjnälo (11) ei nu Inspektionsöffnung aufweist. 7. Dampfdruck-Kocher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gusskörper (4) mit von der Wasserzufuhrseite als leicht ansteigenden Verteilkanälen (11) in den Dampfdruck-Kocher eingebaut ist. 8. Dampfdruck-Kocher nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gusskörper (4) zur Brennerbeheizung aussenseitig berippt ist. 9. Dampfdruck-Kocher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzufuhr zu den Kanälen (10, 11) automatisch in Abhängigkeit von der im Kocher herrschenden Temperatur oder von dem Dampfdruck erfolgt.

Inventors: NIRO-PLAN AG
Applicants: NIRO-PLAN AG
Application year: 1986
Main classification: A47J27
IPC codes: A47J27, F22B27, F22B1