CH719423A2 - Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung von Dampfbildung beim Einsatz von heissen Medien. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermeidung bzw. zur Reduktion der Dampfbildung von auslaufenden, heissen Medien beim Kontakt mit der entsprechenden Umgebungsatmosphäre. Mittels einer Dosiervorrichtung (3) in einer Leitung (2) wird dem heissen Medium in einer Hauptleitung (1) gezielt und vorzugsweise kontinuierlich oder diskontinuierlich ein kaltes Medium beigemischt. Die Art und Weise der Beimischung des kalten Mediums erfolgt in Abhängig der Fliessgeschwindigkeit, des Druckes, der Temperatur sowie des Dampfdrucks des heissen Mediums in der Hauptleitung (1).

Description

[0001] Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermeidung der Dampfbildung im Zusammenhang mit heissen Medien, wenn das Medium aus Leitungen austritt und mit der Umgebungsatmosphäre in Kontakt kommt, wie dies häufig im Haushalt- und Lebensmittelbereich der Fall ist.

[0002] Aus demStand der Techniksind zahlreiche Erfindungen im Bereich von Kaffee- und Teemaschinen sowie anderen Maschinen bekannt, welche die Verwendung von Dampf für bestimmte Prozessschritte zur optimalen Herstellung von Getränken und Esswaren beschreiben. Aus dem Stand der Technik sind ebenfalls Ausgabeventilanordnungen für Brühwasser bekannt (vgl. etwa DE4036068).

[0003] Soweit ersichtlich sind jedoch keine Erfindungen beschrieben, welche sich mit der Dampfbildung beim Austritt von heissen Medien aus Leitungen wie beispielsweise Ausgabevorrichtungen bei Küchenarmaturen oder anderen Vorrichtungen an Haushaltsgeräten befassen.

[0004] Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es, eine einfach handbare Vorrichtung und ein Verfahren zu beschreiben, wo die Dampfbildung von auslaufenden, heissen Medien beim Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre verhindert bzw. massiv reduziert werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die nachfolgende Erfindung gemäss den Merkmalen des unabhängigen Hauptanspruchs gelöst.

[0006] Nachfolgend wird die erfindungsgemässe Vorrichtung und das Verfahren schematisch anhandFigur 1beschrieben.

[0007] Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst in einer vorteilhaften und einfachen Ausführungsform eine Hauptleitung für das heisse Medium (1). Diese Hauptleitung (1) ist mit einem Ventil (4) versehen.

[0008] An der Hauptleitung (1) ist eine Leitung für das kalte Medium (2) angeschlossen. Diese Leitung für das kalte Medium (2) enthält eine Dosiervorrichtung (3).

[0009] Die Fliessrichtung des heissen Mediums ist mit einem Pfeil symbolisiert. Der Austritt des gemischten Mediums (5) ist mit dem Duschsymbol angedeutet.

[0010] Mittels der Dosiervorrichtung (2) wird dem heissen Medium eine genau definierte Menge des kalten Mediums zugeführt. Diese Dosiervorrichtung (3) kann in einer einfachen Ausführungsform ein verstellbares Nadelventil sein.

[0011] Die Dosiervorrichtung (3) kann auch aus einem Magnetventil bestehen, welches in einer vorteilhaften Ausführungsform getaktet bzw. in einem bestimmten Intervall oder entsprechend einer Intervallkurve geöffnet und geschlossen wird.

[0012] Je nach Einsatzgebiet kann die Dosiervorrichtung (3) mit handelsüblichen und zusätzlichen Funktionen ausgerüstet werden und zwar dergestalt, dass die Menge, der Druck, das Intervall des beigegebenen kalten Mediums in der Leitung (2) individuell und entsprechend der konkreten Anordnung der Vorrichtung bzw. des Drucks, der Temperatur, des Volumenstromes, der Fliessgeschwindigkeit des heissen Mediums in der Hauptleitung (1) individuell variiert und beigegeben bzw. entsprechenden, mathematisch berechneten Sollwerten nachgefahren und beigemischt werden kann.

[0013] In einer solchen etwas komplexeren Anordnung werden die entsprechenden Messwerte mit handelsüblichen Messgeräten erfasst und in einer entsprechenden Regelvorrichtung (hier nicht dargestellt) elektronisch verarbeitet und daraus die entsprechenden Steuerungs- und Regelungssignale generiert. Die Regelvorrichtung kann auch mittels einer Web-App oder einer mobilen App realisiert werden.

[0014] Aus diese Art und Weise kann grundsätzlich beinahe jede beliebige Menge des kalten Mediums in das heisse Medium gezielt beigemischt werden, womit sich die Eigenschaften des heissen Mediums, insbesondere auch die Temperatur in einem weiten Bereich variieren und einstellen lässt.

[0015] Das kalte Medium kann dabei entweder kontinuierlich oder impulsweise (getaktet) in das heisse Medium zugeführt werden, wobei gleichzeitig und wahlweise auch der Druck bzw. die Druckdifferenz zwischen dem heissen und dem kalten Medium variiert werden kann.

[0016] Das Ventil (4) besteht in einer einfachen Ausführungsform aus einem Kugelhahn. Es sind diesbezüglich sämtliche anderen Absperrarmaturen vorstell- und verwendbar. An der Hauptleitung für das heisse Medium (1) können der Druck- und oder die Durchflussmenge, der Druck und die Temperatur des heissen Mediums gemessen werden. Zusammen mit dem in Regel fixen Rohrdurchmesser der Hauptleitung (1) und der Leitung (2) kann auch die Fliessgeschwindigkeit der Medien in der Hauptleitung (1) sowie der Leitung (2) bestimmt werden. Aus den Fliessgeschwindigkeiten lassen sich die verschiedenen, charakteristischen Strömungsverhältnisse in den Leitungen bestimmen. All diese Messwerte werden in das Regelsystem eingespiesen und dienen dazu, die optimale und gewünschte Menge als auch die Injektionsweise des kalten Mediums in der Leitung (2) zu bestimmen.

[0017] Durch die unterschiedlichen thermodynamischen Eigenschaften von Kalt- und Warmwasser findet im Zuflussrohr (7) eine gewisse Schichtung des Wassers statt, wobei diese Schichtung massgeblich auch von den konkreten Strömungsverhältnissen in der Hauptleitung (1) und der Leitung (2) abhängt.

[0018] In der konkreten Anwendung erfolgt im Rahmen der Inbetriebsetzung der Einrichtung die Parametrisierung und Optimierung sowie die Abstimmung der physikalischen Eigenschaften des heissen Mediums in der Hauptleitung (1) mit jenen des kalten Mediums in der Leitung (2).

[0019] Primäre Aufgabe dieser Inbetriebsetzung ist in der Regel, dass die äusserste Schicht des heissen Mediums gezielt und definiert mit kaltem Medium versetzt wird.

[0020] Die aus physikalischen und chemischen Gesetzmässigkeiten beruhende Schichtung von flüssigen Medien führt beim Austritt des heissen Mediums (5) dazu, dass dort vornehmlich die äusserste Medienschicht um eine vom Dampfdruck abhängige Temperaturdifferenz niedriger ist. Dadurch kann die Dampfbildung beim Austritt des heissen Mediums (5) gezielt geregelt und gesteuert werden.

[0021] Im Rahmen der Inbetriebsetzung der erfindungsgemässen Vorrichtung und des Verfahrens findet die Optimierung und Abstimmung der verschiedenen Parameter statt, da bekanntlich - wenn der Austritt des heissen Mediums (5) zum Beispiel in die gewöhnliche Atmosphäre erfolgt - vom vorhandenen Luftdruck bzw. „Höhe über Meer“ abhängt und die Dampfbildung wiederum von der Differenz zwischen Dampfdruck und atmosphärischen Druck. In diesem Zusammenhang ist ebenfalls von Relevanz, ob am Austritt (5) noch eine Armatur in Form einer Brause vorhanden ist oder nicht.

[0022] Die bisherigen Erfahrungen haben gezeigt, dass der Ort der Einspeisung als auch die konkrete Ausführungsform des kalten Mediums in das heisse Medium einen massgeblichen Einfluss haben. Der Einspeisungspunkt kann in der erfindungsgemässen Vorrichtung an beliebigen Orten der Hauptleitung (1) erfolgen, also auch nach dem Ventil (4) bzw. unmittelbar vor dem Austritt des heissen Mediums (5). In den bisherigen Anordnungen konnten regelmässig gute Ergebnisse erzielt werden, wenn der Einspeisepunkt der Leitung (2) in die Hauptleitung sich ca. in einem Abstand von 50 cm vor dem Austritt (5) angeordnet wird.

[0023] Auf diese Weise können bei der Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung auch ergonomische und/oder ästhetische Vorgaben problemlos berücksichtigt werden. Dieser Aspekt ist bei einem der aktuell vorhersehbaren Verwendungen der erfindungsgemässen Vorrichtung bei Küchengeräten von Bedeutung.

[0024] Indem die Menge des kalten Mediums in einem sehr weiten Bereich variieren lässt, kann das heisse Medium in einem sehr weiten Temperaturbereich variiert und individuell eingestellt werden. Dieser Aspekt ist von ausschlaggebender Bedeutung bei der Verwendung des heissen Mediums für Esswaren als auch andere temperaturempfindliche Lebensmittel wie Tee etc.

Bezugszeichenliste:

[0025] 1 Hauptleitung Medium heiss 2 Leitung Medium kalt 3 Dosiervorrichtung 4 Ventil 5 Austritt Medium heiß

Claims (9)

1. Vorrichtung umfassend eine Hauptleitung (1) für ein heisses Medium sowie eine daran angeschlossene Leitung (2) für ein kaltes Mediumdadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (2) eine Dosiervorrichtung (3) angebracht ist und mit dieser Dosiervorrichtung (3) eine genau bestimmte Menge des kühlen Mediums insbesondere in Abhängigkeit von Temperatur, Druck, Fliessgeschwindigkeit und Dampfdruck des heissen Mediums sowie des atmosphärischen Drucks am Austritt (5) beigegeben wird.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Beigabe des kalten Mediums kontinuierlich oder diskontinuierlich (getaktet) beigegeben wird.

3. Vorrichtung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,dadurchgekennzeichnet, dass der Einspeisepunkt der Leitung (2) in die Hauptleitung (1) an beliebigen Stellen der Hauptleitung (1) positioniert werden kann.

4. Vorrichtung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,dadurchgekennzeichnet, dass die Hauptleitung mit einem Ventil (4) ausgestattet ist.

5. Vorrichtung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,dadurchgekennzeichnet, dass die physikalischen Eigenschaften wie Druck, Temperatur, Fliessgeschwindigkeit und Dampfdruck des heissen und des kalten Mediums gemessen werden und anhand dieser Messgrössen via einer Regelvorrichtung die Menge sowie die Abfolge des beizumischenden kalten Mediums berechnet und bestimmt wird.

6. Vorrichtung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,dadurchgekennzeichnet, dass es sich beim heissen und kalten Medium um unterschiedliche Stoffe handeln kann.

7. Verfahren zur Reduktion der Dampfbildung beim Austritt von heissen Medien in die Umgebungsatmosphäredadurch gekennzeichnet, dass dem heissen Medium in der Hauptleitung (1) mittels einer intelligenten und geregelten Dosiervorrichtung (3) sowie einer Leitung (2) kühles Medium beigegeben wird, wobei der Einspeisepunkt des kühlen Mediums an beliebigen Stellen der Hauptleitung (1) angeordnet werden kann.

8. Verfahren gemäss dem vorangehenden Anspruch,dadurch gekennzeichnet, die Menge als auch die Art und Weise des beizumischenden kalten Mediums in Abhängigkeit von Temperatur, Druck, Fliessgeschwindigkeit sowie Dampfdruck des heissen Mediums über eine Dosiervorrichtung (3) und Regelvorrichtung erfolgt.

9. Verfahren gemäss dem vorangehenden Anspruch,dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim heissen und kalten Medium um unterschiedliche Stoffe handeln kann.