| Dokumentenidentifikation |
DE10259829B4 06.10.2005 |
| Titel |
Verfahren zum Entkalken von Dampferzeugern für Gargeräte |
| Anmelder |
Convotherm Elektrogeräte GmbH, 82436 Eglfing, DE |
| Erfinder |
Riefenstein, Lutz, 82362 Weilheim, DE |
| Vertreter |
Zmyj, E., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing., Pat.-Anw., 81669 München |
| DE-Anmeldedatum |
19.12.2002 |
| DE-Aktenzeichen |
10259829 |
| Offenlegungstag |
08.07.2004 |
| Veröffentlichungstag der Patenterteilung |
06.10.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
06.10.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
F22B 37/48
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| IPC-Nebenklasse |
F22B 1/28
F28G 9/00
A47J 27/16
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entkalken von Dampferzeugern
für Gargeräte.
Gargeräte, insbesondere Heißluftdämpfern, bei denen die aufzubereitenden
Speisen mittels Dampf und Heißluft gegart werden, weisen in der Regel einen Dampferzeuger
auf, der den für den Dämpfvorgang notwendigen Dampf liefert.
Damit für eine kontinuierliche Dampferzeugung immer genügend Wasser
vorhanden ist und die Heizflächen des Dampferzeugers nicht trocken erhitzt werden,
was zum Auslösen eines Sicherheitstemperaturbegrenzers oder zum vorzeitigen Verschleiß
der Heizkörper führen würde, sind diese Dampferzeuger mit Wasserfüllstandsüberwachungseinrichtungen
versehen. In vorteilhafter Weise werden hierbei Füllstandselektroden eingesetzt,
mit deren Hilfe über die elektrische Leitfähigkeit des Wassers der Füllstand im
Dampferzeuger gemessen werden kann.
Beim Betrieb solcher Dampferzeuger bereitet hartes und somit mineralhaltiges
Wasser Probleme, die nicht nur zu Beeinträchtigungen und kurzzeitigen Störungen,
sondern auch zu einem vollständigen Ausfall des Dampferzeugers führen können.
Bei der Erwärmung von Wasser über 60°C fallen die gelösten Mineralien
aus und können besonders bei Vorhandensein von Kalzium und Magnesium zu einem harten
Kalkbelag führen. Diese Verkalkung führt zu einer Verminderung des Wärmeübergangs
zwischen der Heizfläche und dem eingefüllten Wasser, was zu einer Überhitzung der
Heizflächen führen kann. Weiterhin kann die Verkalkung im Dampferzeuger zu einer
Verstopfung von Zu- und Abläufen führen, insbesondere durch von den Heizflächen
sich ablösende Kalkteile.
Aus der US 5,279,676 ist ein
Verfahren zum Entkalken von Dampferzeugern bekannt, bei dem nach Entleeren des Dampferzeugers
eine Mischung aus kaltem Wasser und Kalklösungsmitteln in den Dampferzeuger bis
zu einer vorgegebenen Füllstandshöhe eingefüllt wird. Diese kalte Mischung wird
erwärmt, um die Reaktionsfähigkeit des Kalklösers zu erhöhen. Nach einem gewissen
Zeitraum wird diese Lösung dann zum Sieden gebracht, worauf die hierbei entstehenden
Brüden in den Garraum eingeführt werden, um auch diesen zu reinigen. Nach einer
vorgegebenen Zeitspanne wird dann das Gemisch aus Wasser und Lösungsmittel abgelassen
und der Dampferzeuger gespült. Den Reinigungsvorgang muss ein Bediener auslösen,
worauf der Reinigungszyklus automatisch abläuft. Eine automatische Entkalkung in
Abhängigkeit von der Betriebsdauer und/oder einem festgestellten Verkalkungsgrad
ist hierbei nicht vorgesehen.
Aus der EP 0 383 327 A1
ist ein Dampferzeuger für Gargeräte mit einer Entkalkungseinrichtung bekannt, bei
welcher in einstellbaren Intervallen in Abhängigkeit von der Betriebsdauer und/oder
der Temperatur der Heizeinrichtung automatisch eine Durchspülung des Dampferzeugers
und damit eine Abführung von am Boden des Dampferzeugers sich ansammelnden Kalkteilen
erfolgt. Hierdurch können aber nur die von den Wänden oder den Heizflächen abgefallenen
Kalkteile entfernt werden. Die Spülung erfolgt dabei in unmittelbarer Nähe des Bodens
des Dampferzeugers, wodurch diese Sedimentteile ausgetragen werden.
Bei dieser bekannten Entkalkungseinrichtung erfolgt nur eine mechanische
Entkalkung, das heißt, die sich am Boden des Entkalkers sammelnden Kalkteilchen
werden ausgespült, dagegen erfolgt keine Entkalkung durch Auflösen des insbesondere
an der Heizungsoberfläche abgelagerten Kalkes.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren bereitzustellen,
mit dessen Hilfe eine chemische Entkalkung in halbautomatischer oder automatischer
Weise in Abhängigkeit von der Betriebsdauer und/oder einem festgestellten Verkalkungsgrad
durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Unter der Angabe halbautomatisch wird ein Vorgang verstanden, bei
dem durch die Gerätesteuerung dem Bediener angezeigt wird, dass ein Entkalkungsvorgang
vorgenommen werden muss. Diese Anzeige kann akustisch oder optisch erfolgen, worauf
der Betreiber beispielsweise durch Knopfdruck den Entkalkungsvorgang einleitet,
der auch vollautomatisch durchgeführt werden kann.
Um das Entkalkungsmittel besser zur Wirkung zu bringen, ist es vorteilhaft,
wenn in Weiterbildung der Erfindung für den Entkalkungsvorgang eine Wassertemperatur
im Dampferzeuger unterhalb des Siedepunktes vorzugsweise im Bereich von 40-70°C
eingestellt wird.
Damit sichergestellt ist, dass der Entkalkungsvorgang nur dann eingeleitet
wird, wenn im Garraum keine Speisen behandelt werden, wird in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung der Entkalkungsvorgang in Abhängigkeit von der Temperatur des Wassers
im Dampferzeuger gesteuert. Diese Temperatur, unterhalb deren der Entkalkungsvorgang
eingeleitet werden kann, wird so gewählt, dass sie mit Sicherheit unterhalb der
Betriebstemperatur des Dampferzeugers liegt. Wenn beispielsweise die Temperatur
des Wassers im Dampferzeuger unter 70°C fällt, so weiß man, dass dieser Dampferzeuger
nicht mehr in Betrieb ist, weil die Betriebsbereitschaft eine höhere Wassertemperatur
bedingt.
Um eine gute Durchmischung des Entkalkungsmittels im Wasser des Dampferzeugers
zu erreichen, damit das Entkalkungsmittel gleichmäßig an allen mit Kalk überzogenen
Stellen des Dampferzeugers wirken kann, ist in vorteilhafter weiterer Ausbildung
der Erfindung vorgesehen, dass das Entkalkungsmittel auf die Wasseroberfläche des
im Dampferzeuger enthaltenen Wassers aufgegeben wird. Das so aufgegebene Entkalkungsmittel
kann sich dann im Wasser gleichmäßig verteilen, so dass alle mit Kalk befallenen
Stellen der Wirkung des Entkalkungsmittels unterliegen, da während des Entkalkungsvorgangs
der Höchstwasserstand vorher eingestellt wurde.
Eine einfache Möglichkeit das Entkalkungsmittel in das Wasser einzubringen
besteht darin, dass das Entkalkungsmittel mittels Schwerkraft in den Dampferzeuger
eingebracht wird.
Um unter allen Umständen sicher zu stellen, dass das Entkalkungsmittel
nicht unkontrolliert in den Dampferzeuger gelangen kann, ist nach einer anderen
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Entkalkungsmittel, ausgehend von
einem gegenüber dem unteren Füllstandsniveau, im Dampferzeuger niedriger gelegenen
Niveau hochgefördert wird.
Eine einfache Methode den Verkalkungsgrad festzustellen, besteht erfindungsgemäß
darin, dass der Verkalkungsgrad durch messen des Volumens des eingespeisten Wasser
im unverkalkten und im verkalkten Zustand des Dampferzeugers festgestellt wird.
Die dabei festgestellte Volumendifferenz ist ein direktes Maß für die Menge des
im Dampferzeuger angesammelten Kalkes.
Eine weitere vorteilhafte Methode, den Verkalkungsgrad festzustellen
besteht darin, dass der Verkalkungsgrad durch Messen der Temperaturänderungsgeschwindigkeit
des Wassers im Dampferzeuger bei vorgegebener Heizleistung festgestellt wird.
Es kann auch vorteilhaft sein, den Verkalkungsgrad durch Messen der
Oberflächentemperatur des Heizkörpers bei vorgegebener Heizleistung festzustellen.
Je höher nämlich der Verkalkungsgrad ist, desto höher wird die Temperatur des Heizkörpers
bei einer bestimmten Heizleistung, da die Kalkschicht den Heizkörper isoliert, so
dass seine Oberflächentemperatur ansteigt.
Um jede schädliche Einwirkung auf das Gargut im Garraum nach einem
Entkalkungsvorgang zu vermeiden, wird in vorteilhafter Weise als Entkalkungsmittel
eine lebensmittelverträgliche Säure, z. B. Zitronensäure, verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1: Eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung
zur Entkalkung eines Dampferzeugers und
2: Eine zweite Vorrichtung zur Entkalkung
eines Dampferzeugers für Gargeräte.
In der nachfolgenden Beschreibung sind für übereinstimmende Teile,
Vorrichtungen und Einrichtungen beider Ausführungsformen die gleichen Bezugszahlen
verwendet.
In einem Dampferzeuger 1 sind Füllstandselektroden
2 und 3 für die Messung des maximalen Füllstandes und des minimalen
Füllstandes für das Betriebswasser im Dampferzeuger vorgesehen. Zur Dampferzeugung
ist der Dampferzeuger mit elektrischen Heizkörpern 7 ausgestattet. Für
die Zuleitung von Frischwasser sind Leitungen 4 und 5 vorgesehen,
die von einer gemeinsamen Leitung ausgehen, welche durch ein Absperrventil
6 überwacht ist. Es ist aber auch möglich, dass nur die eine Leitung
4 oder die andere Leitung 5 vorgesehen ist.
Der Dampferzeuger weist einen schräg verlaufenden Boden auf, an dessen
tiefster Stelle eine Abflussleitung 8 für das Entleeren des Dampferzeugers
ausgeht, die durch ein Ventil 9 überwacht ist.
Über eine Öffnung 17 ist der Dampferzeuger 1 mittels
einer nicht dargestellten Leitung mit einem ebenfalls nicht dargestellten Garraum
verbunden. Über diese Öffnung 17 wird der im Dampferzeuger 1 gebildete
Dampf, welcher über der Wasseroberfläche 10 gesammelt wird, in den Garraum
geleitet.
Zur Entkalkung des Dampferzeugers 1 ist ein Vorratsbehälter
für Entkalkungsmittel 13 vorgesehen, der sich bei der Vorrichtung nach
1 oberhalb des Dampferzeugers 1 und bei der
Vorrichtung nach 2 unterhalb des Dampferzeugers
1 befindet. Über eine Verbindungsleitung 11 ist der Vorratsbehälter
13 mit dem Dampferzeuger in der Weise verbunden, dass unabhängig von der
Anordnung des Vorratsbehälters das Entkalkungsmittel auf die Wasseroberfläche
10 aufgebracht wird. In der Verbindungsleitung 11 zwischen Vorratsbehälter
13 und Dampferzeuger 1 sind eine steuerbare oder regelbare
Dosiereinrichtung 15 und ein steuerbares Absperrventil 14 vorgesehen.
Mit 16 ist eine Füllstandselektrode im Vorratsbehälter 13 bezeichnet.
Eine mit 18 bezeichnete Pumpe bei der Vorrichtung nach 2
fördert das Entkalkungsmittel aus dem tiefer gelegenen Vorratsbehälter
13 nach oben, so dass es von oben auf die Wasseroberfläche 10
aufgebracht werden kann. Die Pumpe 18 kann auch als regelbare Dosierpumpe
ausgebildet sein.
Eine insgesamt mit 12 bezeichnete Steuereinrichtung oder
Regeleinrichtung ist vorgesehen und mit allen für den Entkalkungsvorgang notwendigen
Sensoren, Vorrichtungen und Einrichtungen verbunden, um einerseits die notwendigen
Messwerte zu erfassen, die ein Maß für den Entkalkungsgrad sind, und andererseits
die entsprechenden Einrichtungen und Vorrichtungen zu steuern und zu regeln. Wie
aus den beiden Figuren ersichtlich ist, ist die Steuervorrichtung 12 über
entsprechende Leitungen mit den Heizkörpern 7 dem Absperrventil
6, der Dosiervorrichtung 15, dem Absperrventil 14, den
Füllstandselektroden 2 und 3, dem Absperrventil 9 und
der Pumpe 18 verbunden.
Der Entkalkungsvorgang wird nachfolgend beschrieben.
Wenn über eine nicht dargestellte Einrichtung, die in der Lage ist
die Volumenunterschiede bei unverkalktem und bei verkalktem Dampferzeuger zu messen,
festgestellt wird, dass ein entsprechender Verkalkungsgrad erreicht ist, wobei der
Verkalkungsgrad auch durch einen speziellen Sensor oder durch Messen der Temperaturänderungsgeschwindigkeit
des Wassers im Dampferzeugers feststellbar ist, so wird von der Steuer- und Regelvorrichtung
12, die diese Werte erhält und mit entsprechenden Sollwerten vergleicht,
die in der Verbindungsleitung 11 zwischen Vorratsbehälter 13 und
Dampferzeuger 1 vorgesehene Dosiervorrichtung 15 für den Durchlass
einer bestimmten Entkalkungsmittelmenge eingestellt und das Absperrventil
14 geöffnet, so dass das Entkalkungsmittel von oben auf die Wasseroberfläche
10 in den Dampferzeuger gelangen kann. Vor der Einleitung dieses Vorganges
wird der Dampferzeuger bis auf seinen höchsten Füllstand, der durch die Elektrode
3 feststellbar ist, aufgefüllt und die Wassertemperatur im Dampferzeuger
auf einen Wert unterhalb des Siedepunktes vorzugsweise auf einen Wert zwischen 50°C
und 70°C eingestellt. Weiterhin wird die Temperatur der Heizkörper
7 gemessen, um sicherzustellen, dass der Dampferzeuger sich nicht in einem
Betriebszustand für einen Garvorgang befindet, das heißt der Entkalkungsvorgang
findet immer zeitlich außerhalb eines Garvorganges statt, um sicherzustellen, dass
kein Entkalkungsmittel mit Speisen im Garraum in Verbindung kommen kann. Nach einer
gewissen Einwirkzeit des Entkalkungsmittels auf den abgelagerten Kalk wird durch
die Steuervorrichtung 12 das Absperrventil 9 geöffnet und das
mit gelösten Kalk beladene Wasser über die Leitung 9 entleert. Hieran kann
sich mindestens ein Spülvorgang mit Frischwasser anschließen.
Der Entkalkungsvorgang findet bei der Vorrichtung nach 2
in gleicher Weise statt, mit der Ausnahme, dass das Entkalkungsmittel nicht durch
Schwerkraft von dem höher gelegenen Vorratsbehälter 13 bei der Ausführungsform
nach 1, sondern durch eine Pumpe 18 von dem
tiefer gelegenen Vorratsbehälter 13 hochgepumpt wird, um auch. bei dieser
Ausführungsform auf die Wasseroberfläche 10 zu gelangen.
Ist nur ein halbautomatischer Betrieb vorgesehen, so wird von der
Steuer- und Regelvorrichtung 12 ein akustisches oder optisches Signal ausgegeben,
wenn ein bestimmter Verkalkungsgrad festgestellt wird. Auf dieses Signal hin muss
dann der Betreiber den Entkalkungsvorgang bewusst auslösen. Beim vollautomatischen
Betrieb wird der Entkalkungsvorgang nach der Feststellung des entsprechenden Verkalkungsgrades
ohne Einwirkung des Betreibers ausgelöst, wobei in beiden Fällen der Entkalkungsvorgang
nur dann möglich ist, wenn sich das Gargerät nicht in Betrieb befindet. Während
des Betriebes des Gargerätes wird das Absperrventil 14 über die Steuer-
und Regelvorrichtung geschlossen gehalten, so dass ein Entkalkungsvorgang nicht
eingeleitet werden kann.
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| Anspruch[de] |
- Verfahren zum Entkalken von Dampferzeugern für Gargeräte, wobei zeitlich
außerhalb eines Garvorganges ein Entkalkungsmittel in Abhängigkeit von der Betriebsdauer
und/oder einem festgestellten Verkalkungsgrad des Dampferzeugers bei Höchstwasserstand
eingebracht wird, wobei die Menge des Entkalkungsmittels in Abhängigkeit von der
Betriebsdauer und/oder einem festgestellten Verkalkungsgrad dosiert wird, wobei
der Dampferzeuger nach einer vorgegebenen Einwirkzeit des Entkalkungsmittels entleert
wird und wobei dann mindestens ein Spülvorgang mit Frischwasser durchgeführt wird,
wobei diese Vorgänge halbautomatisch oder vollautomatisch durchgeführt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Entkalkungsvorgang
eine Wassertemperatur im Dampferzeuger unterhalb des Siedepunktes, vorzugsweise
im Bereich von 40°C bis 70°C eingestellt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Entkalkungsvorgang in Abhängigkeit von der Temperatur des Wassers im Dampferzeuger
gesteuert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das Entkalkungsmittel auf die Wasseroberfläche des im Dampferzeuger enthaltenen
Wassers aufgegeben wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass das Entkalkungsmittel mittels Schwerkraft in den Dampferzeuger eingebracht
wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass das Entkalkungsmittel ausgehend von einem gegenüber dem unteren Füllstandsniveau
im Dampferzeuger niedriger gelegenen Niveau hochgefördert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Verkalkungsgrad durch Messen des Volumens des eingespeisten Wassers im
unverkalkten und im verkalkten Zustand des Dampferzeugers festgestellt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Verkalkungsgrad durch Messen der Temperaturänderungsgeschwindigkeit des
Wasser im Dampferzeuger bei vorgegebener Heizleistung festgestellt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Verkalkungsgrad durch Messen der Oberflächentemperatur des Heizkörpers
bei vorgegebener Heizleistung festgestellt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass als Entkalkungsmittel eine lebensmittelverträgliche Säure, z. B. Zitronensäure,
verwendet wird.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen
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