DE102005047415A1

DE102005047415A1 - Vorrichtung zum Verteilen von Abgasen aus einer Brennkammer

Info

Publication number: DE102005047415A1
Application number: DE102005047415A
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Klouda
Original assignee: WSS GmbH
Current assignee: WSS GmbH
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2006-04-13

Abstract

Zum Verteilen von Abgasen aus einer Brennkammer mit nachgeordnetem Wärmetauscher in einem Dampf- und/oder Dampfheißluft- und/oder Heißluft- und/oder Mikrowellengerät zur Wärmebehandlung von Speisen mit mindestens einem Umwälzgebläse (18) ist die Brennkammer als Verteiler-Abgaskammer (21) so ausgebildet, dass sowohl nicht abgekühlte Abgase (12) als auch durch einen Wärmetauscher bereits gekühlte Abgase (13) oder ein Teil der gekühlten Abgase die Verteiler-Abgaskammer (21) durchströmen. Hierbei strömen die nicht gekühlten Abgase (12) und die bereits gekühlten Abgase (13) oder ein Teil der gekühlten Abgase, durch eine Trennwand voneinander getrennt, in mindestens einem Längsabschnitt eines Abgasaustritts-Rohrs (32).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verteilen von Abgasen aus einer Brennkammer mit nachgeordnetem Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Dampf-Gargerät, Backgerät und kombiniertes Mikrowellengerät zur thermischen Behandlung von Nahrungsmitteln gemäß Oberbegriff des Anspruchs 51 und 2, Wärmetauschereinrichtung für gasbeheizte Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit einem Lüfterrad zur Zwangsumwälzung eines Behandlungsklimas, einem Gasbrenner und zumindest einem das Lüfterrad umgebenden Wärmetauscherrohr, wobei der Brenner ausschließlich mit einer Mischeinrichtung für Gas und Verbrennungsluft zur Einstellung der zur Verbrennung notwendigen Gas-Luft-Mischung in Verbindung steht und wobei die Mischeinrichtung eine Regeleinrichtung für die Einstellung der einwandfrei vorgemischten Gas-Luft-Mischung und ein Gebläse umfasst, welches die Gas-Luft-Mischung in den Brenner und nach erfolgter Verbrennung in die mit dem Brenner gasdicht verbundenen Wärmetauscherrohre unter Druck befördert
In DE 101 62 952 C2 ist eine Wärmetauschereinrichtung beschrieben, in der der Brenner ein geschlossenes Rohr mit Öffnungen für das Gas-Luft-Gemisch aufweist. Der Brenner ist in einer Brennkammer untergebracht, die von einer Strömung eines Umwälzungs-Lüfterrads umgespült ist. Durch diese einseitige Anströmung der Kühlluft kommt es zur Bildung von Strömungsschatten, welche Quelle der lokalen Überhitzung sind. Diese Überhitzungen wirken sich nicht nur negativ auf die Lebensdauer von Brennkammer und Brenner aus, sondern auch auf die Garqualität. Die hohe Ober flächentemperatur führt zu intensiver Fettverbrennung und zur Bildung von Ozon. Ferner weist die dem Lüfterrad abgewandte Brennkammerseite eine sehr hohe Temperatur auf.
Aus EP 1116920 A2 ist eine gasbeheizte Vorrichtung bekannt, in der der Brenner als eine rechteckige flache Keramikplatte mit gleichmäßig verteilten Öffnungen für das Gas-Luft-Gemisch ausgeführt ist. Bei dieser Konfiguration des Brenners zur Brennkammer kommt es zu lokalen Überhitzungen, die die Lebensdauer von Brennkammer und Brenner und die Garqualität negativ beeinflussen.
Aus EP 0 856 705 B1 ist eine Wärmetauschereinrichtung für eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Speisen bekannt. Ein Problem bei gasbeheizten Wärmetauschern liegt darin, dass durch eine hohe Brennleistung, die in einer, nur einseitig vom Lüfterrad gekühlten Brennkammer entfaltet wird, die Brennkammer und der angeschlossene Teil des Wärmetauschers einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt sind dies führt neben einer kurzen Lebensdauer, zu einer lokalen Überhitzung und einem hohen lokalen Erwärmen des Garklimas. Auch der Temperaturgradient entlang des Wärmetauschers ist hoch, so dass am Anfang Abgastemperaturen von bis zu 1000°C und am Ende um 350°C herrschen. Durch die aus EP 0 856 705 B1 bekannte Umlenkung wird die Belastung in der Brennkammer und im ersten Teil des Wärmetauschers nicht reduziert.
Eine ähnliche Vorrichtung ist in der EP 1 176 367 A1 beschrieben, bei welcher eine gestreckte Flamme in einen spiralförmigen Rohrwärmetauscher mündet. Dabei bleibt die hohe thermische Belastung erhalten, die sich auf einen längeren Rohrabschnitt erstreckt. Auch wirkt sich der hohe Temperaturgradient entlang des Wärmetauschers aus.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die thermischen Belastungen mindestens einer Brennkammer und mindestens eines Wärmetauschersystems zu reduzieren und die Überhitzungszone zu beseitigen, die auch im Strömungsschatten der Umwälzgebläse-Strömung liegt und die negativen Einfluss auf das Garklima haben.
Ferner soll eine Wärmetauschereinrichtung so gestaltet werden, dass die thermische Flächenbelastung einer Brennkammer von der Brennerseite der Kühlwirkung der von außen wirkenden Umwälzströmung proportional entspricht.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in dessen kennzeichnenden Teil in der Weise gelöst, dass eine Verteiler-Abgaskammer der Brennkammer eines Brenners so ausgebildet ist, dass sowohl nicht gekühlte Abgase als auch durch einen Wärmetauscher bereits gekühlte Abgase oder ein Teil der gekühlten Abgase die Abgaskammer durchströmen. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand von auf den Anspruch 1 unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen Ansprüchen.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Verteiler-Abgaskammer in mindestens zwei Unterkammern unterteilt. Ferner kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Trennwand senkrecht zur Brennerachse und/oder zur Strömungsrichtung der Flamme verlaufen.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass Unterkammern über Öffnungen miteinander kommunizieren können. Hierbei ist gemäß der Erfindung mindestens ein Abgas-Austritt aus einer ersten Unterkammer mit mindestens einem Abgas-Eintritt in die zweite Unterkammer verbunden.
Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass abgekühlte Abgase bzw. Teile von abgekühlten Abgasen mindestens in einem Wärmetauscherrohr-Abschnitt von heißem zugeführtem Abgas durch eine axialverlaufende Wand getrennt sind. Ferner kann der Wärmetauscher sowohl ein Heißluft- als auch ein Wasser-Wärmetauscher sein.
Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise mindestens in einem Abgaspfad ein Temperaturfühler angeordnet. Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung der Erfindung ist auch mindestens in einem Wärmetauscherrohr eine regelbar positionierbare Drosselklappe vorgesehen. Ferner ist vorgesehen, dass bei mehr als einem Abgasaustrittsrohr mindestens am Ende eines Rohrs eine regelbar positionierbare Klappe angeordnet ist.
Das überraschende Ergebnis bei der Erfindung liegt darin, dass durch die Vermischen von heißen und kälteren Abgasen in einer Verteiler-Abgaskammer und/oder einem Wärmetauscherrohr eine Temperaturreduzierung erfolgt, welche die ungleichmäßige thermische Beanspruchung der Verteiler-Abgaskammer und des Wärmetauscherrohrs minimiert. Durch ein Klappensystem im Wärmetauscherrohr und/oder außerhalb des Wärmetauscherrohrs, das über einen Thermofühler ansteuerbar ist, kann die Wärmeabgabe aus den Wärmetauscherrohren entsprechend gesteuert werden.
Ausgehend von einer Wärmetauschereinrichtung der eingangs beschriebenen Art ist erfindungsgemäß ein Vormischbrenner als ein an mindestens einem Ende oder an beiden Enden verschlossenes Rohrteil mit am Umfang ungleichmäßig verteilten Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnungen ausgebildet. Die variable Anzahl und die variable Verteilung der Austrittsöffnungen, bezogen auf die Fläche des Brenners, entspricht der Kühlwirkung der von außen auf die Brennkammer wirkenden Kühlströmung von der Brennkammer zugewandten Flächen.
Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung der Oberflächentemperatur der Brennkammer erreicht, die für den gesamten Modulationsbereich des Vormischbrenners gilt.
Bei dieser Ausgestaltung wird das für die Verbrennung einwandfrei d.h. 100 vorgemischtes Gas-Luft-Gemisch in den Brenner hineingefördert und an die ungleichmäßig auf dem Brennerumfang verteilten Austrittsöffnungen geleitet, wodurch auch eine auf den Brennerumfang bezogene ungleichmäßige Verteilung der Flamme erfolgt.
Eine mit mehreren Abgasausgängen versehene Brennkammer ist durch Trennwände so geteilt, dass die getrennten Bereiche untereinander strömungsmäßig kommunizieren können und dass die Abgasverteilung in die Abgasaustrittstutzen den optimalen wärmetechnischen Wirkungsgrad gewährleistet.
Die Brennkammer-Trennwand stellt einen Strömungswiderstand dar, der neben der Strömungsverteilung auch eine positive Wirkung hinsichtlich einer Dämmung der Verbrennungs- und Strömungsgeräusche hat. Die Brennkammer kann durch die Trennwände in so viele Bereiche unterteilt werden, wie sie Abgasausgänge hat. An die Brennkammer ist zumindest ein Wärmetauscherrohr-System angeschlossen, das um das Lüfterrad spiralförmig umschlugen ist und sich ausdehnen kann.
Die Brennkammer wird an die Garraumwand dicht angeschlossen. Der Anschluss erfolgt entweder durch einen, zur Brennkammer-Längsachse senkrecht eingeordneten oder zur Brennkammer-Achse koaxialen (oder parallelen) Anschlussstutzen. Durch diesen Stutzen werden der Brenner und die Zünd- und Überwachungs-Einrichtungen montiert.
An den Brenner ist eine Brenner-Mischeinrichtung angeschlossen, in der mit Hilfe von Luftgebläse und Gasregelventil das für die vollständige Verbrennung notwendige Gas-Luft- Mischverhältnis eingestellt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Brennkammer mit zugeordnetem Brenner;
2 ebenfalls in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Brennkammer mit zugeordnetem Brenner;
3 und 4 schematische Darstellungen jeweils eines Wärmetauschersystems mit zwei Brennkammern mit jeweils zugeordnetem Brenner;
5 und 6 jeweils vertikale Schnittansichten durch einen Geräteaufbau mit Umwälzgebläsen und Wärmetauschern;
6a eine schematische Darstellung eines Wärmetauscherprofils;
7 eine weitere vertikale Schnittansicht durch einen Geräteaufbau mit zwei Umwälzgebläsen und Wärmetauschern;
7a eine schematische Prinzipdarstellung eines Wärmetauschers;
8 eine vertikale Schnittansicht eines Geräteaufbaus mit einem Umwälzgebläse und zugeordnetem Wärmetauscher;
9 eine schematisierte Schnittdarstellung durch einen Geräteaufbau mit einem Umwälzgebläse und im Schnitt wiedergegebenen Wärmetauscherrohren, und
10 in einer Schnittansicht eine weitere Ausführungsform einer Verteiler-Abgaskammer in Verbindung mit einem Dampfgenerator;
11a und 11b eine, zur Brennkammer-Längsachse senkrechte Schnittansicht eines Brenners mit rundem Querschnitt bzw. eines Brenners mit etwa quadratischem Querschnitt;
12a und 12b eine, zur Brennkammer-Längsachse senkrechte Schnittansicht eines Brenners mit rundem Querschnitt bzw. etwa quadratischem Querschnitt;
13a und 13b eine schematische Vorderansicht bzw. Draufsicht auf eine abgewinkelte Aus führung von Brenner und Brennkammer mit einem Ausgang;
14a und 14b eine schematische Vorderansicht bzw. Draufsicht auf eine gerade Ausführung von Brenner und Brennkammer mit zwei Abgasausgängen;
15a und 15b eine schematische Vorderansicht bzw. Draufsicht auf eine T-förmige Ausführung von Brenner und Brennkammer mit zwei Abgasausgängen;
16 und 17 eine schematische Ansicht einer Brennkammer mit zwei an zwei Wärmtauschersysteme angeschlossenen Ausgängen mit einem abgewinkelten bzw. T-förmigen Brenner;
18 und 19 eine schematische Ansicht einer Brennkammer mit zwei an zwei Wärmeaustauschsystemen angeschlossenen Abgasausgängen, wobei Brenner und Brennkammer gerade- sind, und
20a, 20b und 20c eine schematische Vorderansicht, Seitenansicht bzw. Draufsicht auf eine an ein Wärmetauschersystem angeschlossenen Brennkammer, wobei Brennkammer und Brenner eine äbgewinkelte Form aufweisen.
In der schematischen Darstellung der 1 ist eine an einem Gehäuse 2 gehalterte Verteiler-Abgaskammer 21 mit mehreren radial angebrachten Abgas-Austrittsrohren 32 und Abgas-Eintrittsrohren 34 wiedergegeben. Um eine einströmende Flamme 10 eines Brenners 9 ist ein durch gestrichelte Linien angedeuteter Brennerschutz 7 vorgesehen, der eine gute Verbrennung der nicht voll vorgemischten Flamme ermöglicht. Durch mit Pfeilspitzen versehene Linien 3 bis 5 sind eine Primärluft- bzw. Sekundärluft-Zufuhr angedeutet. Ferner sind Abgaspfade 15 von aus Austrittsrohren 32 austretenden heißen Abgasen angedeutet, welche nach Durchlaufen eines in 1 nicht dargestellten Wärmetauschers als abgekühlte Abgase 13 den Abgas-Eintrittsrohren 34 zugeführt werden. Ferner sind Abgasblenden 23 vorgesehen.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform der Verteiler-Abgaskammer 21 mit einem axial ausgerichteten Abgas-Austrittsrohr 35 und mehreren radial angebrachten Abgas-Austrittsrohren 32 und Abgas-Eintrittsrohren 34 dargestellt. Ein Vormisch-Brenner 8 ist in der Abgaskammer 21 von einem Brennerschutz 7 umhüllt.
In der schematischen Darstellung in 3 ist ein Wärmetauscher-System mit zwei Verteiler-Abgaskammern 21 wiedergegeben. Hierbei führen sowohl die benachbarten Austrittsrohre 32 als auch die Eintrittsrohre 34 die Abgase in der gleichen Richtung. Die Temperatur der Abgase wird mittels eines Temperaturfühlers 29 gemessen. Mit Hilfe des gemessenen Werts werden Drosselklappen 24 in die entsprechende gewünschte Lage gebracht. In 3 ist am Ende eines der Abgas-Austrittsrohre 32 eine steuerbare Klappe 25 vorgesehen.
In 4 ist in einer schematischen Darstellung ein Wärmetauscher-System mit zwei Verteiler-Abgaskammern 21 dargestellt, welche bezogen auf benachbarte Rohre 32 bzw. 34 in entgegengesetzten Richtungen durchströmt werden. Die in 4 obere Abgaskammer 21 weist, dem Brenner 9 gegenüberliegend, ein Austrittsrohr 35 auf. Ferner sind wieder verschiedene Abgaspfade angedeutet, auf welchen heiße Abgase 12 nach Durchlaufen eines in 4 nicht dargestellten Wärmetauschers als gekühlte Abgase 13 wieder in eine der beiden Abgaskammern 21 eintreten.
In einer vertikalen schematisierten Schnittansicht durch einen Geräteaufbau in 5 sind zwei Umwälzgebläse 18, eine Verteiler-Abgaskammer 21 mit nach oben bzw. nach unten ausgerichteten Wärmetauscherrohren 37, 38 sowie ein Austrittsrohr 22 für Abgase 13 zu erkennen. Hierbei verläuft die Achse der Verteiler-Abgaskammer 21 senkrecht zur Zeichenebene und damit senkrecht zu einer in 5 nicht dargestellten Motorwand.
In 6 ist eine vertikale Schnittansicht durch einen ähnlichen Aufbau wie in der 5 wiedergegeben, mit dem Unterschied, dass die Achse der Verteiler-Abgaskammer 21 parallel zur einer in 6 ebenfalls nicht dargestellten Motorwand verläuft.
In der schematisierten Prinzipdarstellung der 6a sind nicht näher bezeichnete Rohre eines Wärmetauschers in Form eines Achter-Profils angeordnet. Hierbei können Anfang und Ende der Rohre zueinander versetzt werden, um so eine Spiralform zu erhalten.
In der in 7 wiedergegebenen vertikalen Schnittansicht durch einen Geräteaufbau sind zwei Umwälzgebläse 18, eine Verteiler-Abgaskammer 21 mit Wärmetauscherrohren 37, 39 und 40 sowie zwei Abgas-Austrittsrohren 22 wiedergegeben. Hierbei verläuft die Achse der Verteiler-Abgaskammer 21 senkrecht zur Zeichenebene und damit auch senkrecht zu einer in 7 nicht dargestellten Motorwand. Um die Heizleistung zwischen den oberen und unteren Wärmetauscherrohren 37, 39 und 40 regeln zu können, wird die Abgastemperatur in 7 mittels eines Temperaturfühlers 29 gemessen. Mit Hilfe einer Drosselklappe 24 und einer Endklappe 25 werden die Abgasvolumenströme entsprechend geregelt.
In der schematischen Prinzipdarstellung in 7a ist eine prisma-ähnliche Form des Wärmetauschers in 7 skizziert, wobei Anfang und Ende die nicht näher bezeichneten Rohre gegeneinander versetzt werden können, um auf diese Weise wieder eine Spiralform zu erhalten.
In 8 sind in einer weiteren vertikalen Schnittansicht durch einen Geräteaufbau ein Umwälzgebläse 18, zwei Verteiler-Abgaskammern 21 mit einem Wärmetauscherrohr 31 sowie ein Abgasaustrittsrohr 22 wiedergegeben. Hierbei verlaufen die Achsen der beiden Verteiler-Abgaskammern 21 senkrecht zur Zeichenebene und damit wieder senkrecht zu einer nicht dargestellten Motorwand.
In der schematischen Schnittansicht durch einen Geräteaufbau in 9 ist ein in einem Garraumgehäuse 2 untergebrachtes Umwälzgebläse 18 und im Schnitt ein Wärmetauscherrohr 31 dargestellt. In dem Wärmetauscherrohr 31 ist eine Trennwand 41 angedeutet, durch die das Wärmetauscherrohr 31 in Axialrichtung unterteilt ist. Die dem Umwälzgebläse 18 benachbarte Außenfläche 43 des Wärmetauscherrohrs 31 bildet zusammen mit der Trennwand 41 einen Kanal für heiße – durch schwarze Punkte angedeutete – Abgase 12, während der zweite Teil des Kanals, der durch eine Rohroberfläche 42 und die Trennwand 41 begrenzt ist, die durch Kreuze angedeuteten Abgase 13 führt. Durch diese Ausbildung des Wärmetauscherrohrs 31 ist die Temperaturverteilung auf dem Rohrumfang vergleichmäßigt.
In 10 ist in einer Schnittansicht eine Ausführungsform einer durch Abgase 13 gekühlten Verteiler-Abgaskammer 21 dargestellt, der in einem Dampfgenerator 47 untergebracht ist. An der Oberseite des Dampfgenerators 47 ist ein Umwälzgebläse 18 angedeutet, dem ein Brenner 9 mit Brennerschutz 7 zugeordnet ist. Ferner ist durch eine gestrichelte Linie eine Abgasblende 23 angedeutet. Der Dampfgenerator 47 ist mit Wasser 48 gefüllt, in welchem sich der überwiegende Teil des Wärmetauschers befindet. Im übrigen entspricht die Funktionsweise im wesentlichen derjenigen der 2. Aus dem Dampfgenerator 47 strömt, wie durch einen Pfeil 49 angedeutet, Dampf.
In 11a und 11b sind in einer, zur Brennerachse senkrechten Schnittansicht ein Garraum 51 mit Umwälz-Lüfterrad 52, eine Brennkammer 53.1 mit rundem Querschnitt bzw, eine Brennkammer 53.2 mit etwa quadratischem Querschnitt und ein Brenner 60 abgebildet. Die vom Lüfterrad 52 erzeugte Luftströmung 65 umspült die Brennkammer unter einem auf die Brennkammer-Achse bezogenen Winkel A und kühlt die Oberfläche der Brennkammer 60. Der Restwinkel 360-A stellt einen sehr wenig oder überhaupt nicht gekühlten Winkelbereich der Brennkammeroberfläche dar.
Die Flammenverteilung 54 auf der Oberfläche der Brennerkammer 60 entspricht der gegenüberliegenden gekühlten Oberfläche der Brennkammer 53.1 bzw. 53.2. Die Flammenverteilung in diesem Bereich ist gleichmäßig. Auf der der nicht gekühlten Brennkammer-Oberfläche entsprechenden Oberfläche des Brenners 60 befindet sich keine Gasaustrittsöffnung 61.
Die Schnittansichten in 12a und 12b unterscheiden sich von denjenigen in 11a und 11b nur dadurch, dass die Verteilung der Flamme 54 auf der Oberfläche des Brenners 60 auf dem vollen Umfang ungleichmäßig erfolgt. Im Bereich der intensiven Brennkammer-Außenkühlung ist die Anzahl der Gasaustrittsöffnungen pro Winkeleinheit größer als in dem wenig oder nicht gekühlten zugewandten Bereich der Brennkammern 53.1 bzw. 53.2. Die sogenannte thermische Flächenbelastung des Brenners 60 ist im Bereich der gekühlten Brennkammeroberfläche höher als in dem nicht gekühlten Bereich.
In 13a sind eine schematische Vorderansicht einer Brennkammer 53.3 mit einem zur Brennkammer-Achse parallelen Abgasaustrittsstutzen 58 und in 13b die entsprechende Draufsicht dargestellt. Die Brennkammer 53.3 ist durch einen zur Brennkammer-Längsachse senkrecht angeordneten Anschlussstutzen 56 dicht an die Wand des Garraums 51 angeschlossen. Gasaustrittsöffnungen 61 auf der Brenneroberfläche in Richtung der Brenner-Längsachsen weisen ein inneres Ende 61.2 und ein äußeres Ende 61.1 auf. Der Abgasausgang 58 (13a) ist vorzugsweise gegenüber einer zur strichpunktiert wiedergegebenen Brennkammer-Längsachse etwas versetzt.
In der Brennkammer 53.3 ist ein abgewinkelter Brenner 60.1 eingebaut, an den die Gas-Luft-Gemisch-Zufuhr 62 angeschlossen ist.
In 14a sind eine schematische Vorderansicht und in 4b eine Draufsicht auf eine Brennkammer 53 mit zwei Abgasaustritt-Stutzen 59.1 und 59.2 und zwei Abgasaus tritten 58 dargestellt. Die Brennkammer 53 ist mit Hilfe eines zur Brennkammer-Längsachse koaxialen Anschlussstutzens 57 an die Wand des Garraums 51 dicht angeschlossen. Durch diesen Anschlussstutzen 57 werden ein gerade Brenner 60.2 sowie Zünd- und Überwachungseinrichtungen montiert. An den Brenner 60.2 ist eine Brenner-Mischeinrichtung 55 angeschlossen, durch welche das notwendige Gas-Luft-Gemisch aufbereitet wird.
Der Abgasvolumenstrom ist durch eine Brennkammer-Trennwand 68 optimal auf die zwei Abgasausgänge 58 verteilt. Die Abgasaustritts-Stutzen 59.1 und 59.2 sind bezüglich der Brennkammer-Längsachse versetzt.
In 15a ist eine schematische Vorderansicht und in 15b ist eine Draufsicht auf eine Brennkammer 53 mit zwei Abgasaustrittstutzen 59.1 und 59.2 und zwei Abgasausgängen B dargestellt. Die Brennkammer 53.4 ist mit Hilfe eines zur Brennkammer-Längsachse senkrechten Anschlussstutzens 56 an die Wand des Garraums 5l dicht angeschlossen. Durch den Anschlussstutzen 56 sind ein T-förmiger Brenner 60.3 sowie Zünd- und Überwachungseinrichtungen montiert. Die an die Brennkammer 53.4 angeschlossenen Abgasaustritt-Stutzen 59.1 und 59.2 sind versetzt zu einander angeordnet.
16 ist eine schematische Darstellung einer Brennkammer 53.4 mit zwei angeschlossenen Wärmetauscherrohr-Systemen 63.1. Das Wärmetauscherrohr-System weist Querschnitt-Reduzierungen 71 und eingebaute Strömungsdrosseln 69 auf. Die Querschnitt-Reduzierung 71 ist so dimensioniert und positioniert, dass die bereits abgekühlten Abgase, deren Volumenstrom schrumpft, in die turbulente Strömung übergehen, was zu einer besseren Wärmeausbeute führt.
Um die Abgasvolumenströme optimal zu verteilen, sind zusätzlich zur Brennkammer-Trennwand 68 noch Strömungsdrosseln 69 in die Wärmetauscherrohre 63.1 eingebaut. In der Brennkammer 53.4 ist ein abgewinkelter Brenner 60.1 vorgesehen.
Die schematische Darstellung in 17 unterscheidet sich von derjenigen in 16 dadurch, dass der Brenner 60.3 ein T-förmiger Brenner ist. Aus den Enden der Wärmetauscherrohere 63.1 strömt das abgekühlte Abgas aus dem Abgasausgang 70.
In 18 ist schematisch ein ähnlicher Aufbau wie in 17 dargestellt mit dem Unterschied, dass die Brennkammer 53.4 durch einen koaxialen Anschlussstutzen 57 an die Wand des Garraumes 51 angeschlossen ist und der eingebaute Brenner ein gerader Brenner 60.2 ist.
In 19 ist schematisch ein ähnlicher Aufbau wie in 18 dargestellt mit dem Unterschied, dass der Brenner ein L-förmiger Brenner 60.4 ist.
Schematische Darstellungen einer Vorderansicht in 20a, einer Seitenansicht in 20b und einer Draufsicht in 20c zeigen einen Aufbau mit einer Brennkammer 53.3, einer Brenner-Mischeinrichtung 55 und einem abgewinkeltem Brenner 60.1 mit einer Flammenverteilung 54 sowie teilweise den Garraum 51 sowie das Lüfterrad 52.

1: Garraum
2: Gehäuse
3, 4, 5: mit pfeilspitzen versehenen Linien
7: Brennerschutz
8: Vormisch-Brenner
9: Brenner
10: Flamme
12, 13, 14: Abgase
15: Abgaspfade
18: Umwälzgebläse
21: Verteiler-Abgaskammer
22: Austrittsrohre
23: Abgasblende
24: Drosselklappe
25: steuerbare Klappe
29: Temperaturfühler
31: Wärmetauscher-Rohr
32: Abgas-Austrittsrohr
34: Abgas-Eintrittsrohr
35: Austrittsrohr
37: Wärmetauscher/Rohr
38, 39: Wärmetauscherrohr
41: Trennwand
42: Rohroberfläche
43: Außenfläche
47: Dampfgenerator
48: Wasser
49: Dampf (durch Pfeil angedeutet)
51: Garraum
52: Lüfterrad
53: Brennkammer
53.1: kreisförmige Brennkammer (kreisförmig)
53.2: eckige Brennkammer (etwa quadratisch)
53.3: Brennkammer mit einem Abgasausgang
53.4: Brennkammer mit zwei Abgasausgängen
54: Verteilung der Flamme
55: Brenner-Mischeinrichtung
56: Anschlussstutzen
57: Anschlussstutzen (koaxial oder parallel zur Brenn
: kammer-Achse)
58: Abgasausgang
59: Abgasaustrittsöffnung
59.1: Abgasaustrittstutzen
59.2: Abgasaustrittstutzen
60: Brenner (Vormischbrenner)
60.1: abgewinkelter Brenner
60.2: gerader Brenner
60.3: T-förmiger Brenner
60.4: L-förmiger Brenner
61: Gasaustrittsöffnungen
61.1: äußeres Ende von Gasaustritts-Öffnungen
61.2: Inneres Ende von Gasaustritts-Öffnungen
62: Gas-Luft-Gemisch-Zufuhr
63: Wärmetauscher
63.1: Wärmetauscherrohr
64: Luftleitblech
65: Luftströmung
66: Winkelmass A für gekühlte Oberfläche der Brennkammer
68: Brennkammer-Trennwand
69: Strömungsdrossel
70: Abgasausgang aus dem Wärmetauscher
71: Querschnitt-Reduzierung

Claims

Vorrichtung zum Verteilen von Abgasen aus einer Brennkammer mit nachgeordnetem Wärmetauscher in einem Dampf- und/oder Dampfheißluft- und/oder Heißluft- und/oder Mikrowellengerät zur Wärmebehandlung von Speisen, mit mindestens einem Umwälzgebläse (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer als Verteiler-Abgaskammer (21) so ausgebildet ist, dass sowohl nicht abgekühlte Abgase (12) als auch durch einen Wärmetauscher bereits gekühlte Abgase (13) oder ein Teil der gekühlten Abgase die Verteiler-Abgaskammer (21) durchströmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht gekühlten Abgase (12) und die bereits gekühlten Abgase (13) oder ein Teil der gekühlten Abgase, durch eine Trennwand (41) voneinander getrennt, in mindestens einem Längsabschnitt eines Abgasaustritts-Rohrs (32) strömen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass abgekühlte Abgas-Ströme (13) in der Verteiler-Abgaskammer (21) in zueinander entgegengesetzten Richtungen erfolgen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Verteiler-Abgaskammer (21) ein Wärmetauscher (37) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (37) spiralförmig an die Verteiler-Abgaskammer (21) anschließbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (37) achterförmig verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscherrohr (39) in Form eines Prismas geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Wärmetauscher (37) oder Wärmetauscherrohr (39) eine gesteuert positionierbare Drosselklappe (24) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende mindestens eines Abgas-Austrittsrohres (32) eine steuerbare Klappe (25) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wärmetauscher (37) mindestens ein Temperaturfühler (29) positioniert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verteiler-Abgaskammer (21) mit mindestens einem Wärmetauscher (37) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Wärmetauscher (37) mindestens durch ein Austrittsrohr (22) Abgase außerhalb eines Garraumes (1) abführbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteiler-Abgaskammer (21) und mindestens ein nachgeordneter Wärmetauscher (37) von einem Umwälzgebläse (18) gekühlt sind.
Wärmetauschereinrichtung für gasbeheizte Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit einem Lüfterrad (52) zur Zwangsumwälzung eines Behandlungsklimas, einem Gasbrenner (60) und zumindest einem das Lüfterrad (52) umgebenden Wärmetauscherrohr (63.1), wobei der Brenner (60) ausschließlich mit einer Mischeinrichtung (55) für Gas und Verbrennungsluft zur Einstellung des zur Verbrennung notwendigen Gas-Luft-Mischung in Verbindung steht und wobei die Mischeinrichtung (55) eine Regeleinrichtung für die Einstellung der einwandfrei vorgemischten Gas-Luft Mischung und ein Gebläse umfasst, welches die Gas-Luft-Mischung in den Brenner (60) und nach erfolgter Verbrennung in die mit dem Brenner (56) gasdicht verbundenen Wärmetauscherrohre (63) unter Druck befördert, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (60) als ein an einem Ende bei einem geraden oder abgewinkelten Brenner oder als ein an beiden Enden beim einem T-förmigen und L-förmigen Brenner verschlossenes Rohr mit an einem Teil des Umfangs, dessen Winkel (66) dem zugewandten Ende und vom Lüfterrad (52) angeströmten und gekühlten Oberflächen-Winkel der Brennkammer (53) entspricht, verteilten Gasaustrittsöffnungen (61) ausgebildet ist.
Wärmetauschereinrichtung für gasbeheizte Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit einem Lüfterrad (52) zur Zwangsumwälzung eines Behandlungsklimas, einem Gasbrenner (60) und zumindest einem das Lüfterrad (52) umgebenden Wärmetauscherrohr (63.1), wobei der Brenner (60) ausschließlich mit einer Mischeinrichtung (55) für Gas und Verbrennungsluft zur Einstellung des zur Verbrennung not wendigen Gas-Luft-Mischung in Verbindung steht und wobei die Mischeinrichtung (55) eine Regeleinrichtung für die Einstellung der einwandfrei vorgemischten Gas-Luft Mischung und ein Gebläse umfasst, welches die Gas-Luft-Mischung in den Brenner (60) und nach erfolgter Verbrennung in die mit dem Brenner (56) gasdicht verbundenen Wärmetauscherrohre (63) unter Druck befördert, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (60) als ein an einem einen Ende bei einem geraden oder abgewinkelten oder als ein an beiden Enden bei einem T-förmigen oder L-förmigen Brenner verschlossenes Rohr mit am Umfang ungleichmäßig verteilten Gasaustrittsöffnungen (61) ausgebildet ist, deren Verteilung auf der Brenneroberfläche der Strömungsintensität und der Kühlwirkung der vom Lüfterrad (52) erzeugten Strömung (65), die von außen auf die zugewandten Flächen der Brennkammer (53) wirkt, proportional entspricht, so dass intensiverer Außenströmung (65) mehr Gasaustrittsöffnungen (61) auf der Brenneroberfläche entsprechen.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (53) eine Abgasaustritts-Öffnung (59) aufweist.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (53) zumindest zwei Abgasaustrittsöffnungen (59.1; 59.2) aufweist, die in der Längsrichtung der Brennkammer (53) am Anfang (61.2) und am Ende (61.1) der Brenneraustritts-Gasöffnungen (61) liegen können.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen (61) aus einem hitzebeständiges Metall-Oxyd-Gewebe und/oder Me tall-Gewebe und/oder gesintertem Material und/oder Keramikmaterial sind.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der T-förmige Brenner (60.3) und der L-förmige Brenner (60.4) zwei Außenenden (61.1) der Gasaustrittsöffnungen aufweisen.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (53) mit einer Trennwand (68) versehen ist.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die abgasführenden Wärmetauscherrohre (63.1) eine Querschnitt-Reduzierung (71) in der Abgas-Strömungsrichtung aufweisen.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschrohre (63.1) spiralförmig um das Lüfterrad (52) geschlungen sind.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen Brennkammer (53) und Lüfterrad (52) sich kein Wärmetauscherteil befindet.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (53) durch einen zur Brennkammer-Längsachse nicht koaxialen und nicht parallelen Anschlussstutzen (56) an eine Wand des Garraums (51) dicht angeschlossen ist.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (53) durch einen koaxialen oder zur Brennkammer-Längsachse parallelen Anschlussstutzen (57) an eine Wand des Garraums (51) dicht angeschlossen ist.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner ein abgewinkelter Brenner (60.1) ist.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner ein gerader Brenner (60.2) ist.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner ein T-förmiger Brenner (60.3) ist.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner ein L-förmiger Brenner (60.4) ist.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Wärmetauscherrohr (63.1) eine Strömungsdrossel (69) vorgesehen ist.