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Die Erfindung betrifft eine Zweikreis-Gaskochstelle mit einem Zweikreisbrenner, welcher eine Simmerdüse und eine Hauptdüse mit jeweils zugehörigen Gasanschlüssen umfasst, mit einem Brennerkopf, welcher Simmeröffnungen und Hauptöffnungen umfasst, mit einem Brennerdeckel zum wenigstens teilweisen Abdecken des Brennerkopfes, mit einer Stelleinrichtung, mit welcher wahlweise eine Gaszufuhr nur zur Simmerdüse oder zur Simmerdüse und zur Hauptdüse einstellbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verhindern eines Düsenbrands zwischen der Hauptdüse und dem Brennerdeckel einer solchen Zweikreis-Gaskochstelle.
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Bei Gaskochstellen, insbesondere bei solchen, bei denen mehrere Kochstellen in einem Gaskochfeld betrieben werden, ist es bekannt, die Brenner so zu gestalten, dass sie mit zwei unterschiedlichen Flammengrößen betrieben werden können. Flammen der ersten Flammengröße dienen dazu, bereits kochende Flüssigkeiten am Kochen zu halten. Eine Kochstufe mit solchen Flammen wird als Simmern oder Simmerstufe bezeichnet, die Flammen sind sehr klein. Flammen der zweiten, größeren Flammengröße sind dazu geeignet, Flüssigkeiten sehr stark zu erhitzen und dadurch zum Kochen zu bringen. Sie werden außerdem zum Braten verwendet. Eine Kochstufe mit solchen Flammen wird als Hauptstufe bezeichnet. In dieser Stufe wird in der Regel die Simmerstufe mit betrieben. Da die Flammen für die Simmerstufe und die Hauptstufe aus unterschiedlich großen Öffnungen eines Brennerkopfes austreten und die Gaszufuhr zu diesen Öffnungen durch zwei separate Düsen erfolgt, werden die Kochstelle als Zweikreis-Gaskochstelle und der zugehörige Brenner als Zweikreisbrenner bezeichnet. Beim Betrieb einer Zweikreis-Gaskochstelle kann es insbesondere beim Umschalten von der Simmerstufe auf die Hauptstufe, im Besonderen dann, wenn Brennerkopf und Brennerdeckel nach längerem Betrieb erhitzt sind, zum Zurückschlagen der Flamme in den Bereich zwischen Hauptdüse und Brennerdeckel kommen. Man spricht dann von einem Düsenbrand. Dabei entsteht Ruß an den Brennerdüsen, dem Brennerkopf und dem Brennerdeckel, und die Rußpartikel werden nach einiger Zeit auch an Topfböden übertragen. Benutzer bemerken in der Regel erst dann die Fehlfunktion und reklamieren das Gerät mit der Zweikreis-Gaskochstelle.
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Eine eingangs beschriebene Zweikreis-Gaskochstelle mit einem Zweikreisbrenner ist aus der
WO 2018/007 892 A1 bekannt. Dort wird ein Thermoelement zur Flammenüberwachung verwendet. Eine Flammenüberwachung ist bei Gasbrennern vorgeschrieben. Sie überwacht, dass bei eingeschalteter Gaszufuhr nach dem Zünden eine Flamme am Brenner erzeugt wird. Ist dies nicht der Fall, wird die Gaszufuhr gesperrt, um ein Ausströmen von unverbranntem Gas zu verhindern. Das Thermoelement ist deshalb direkt im Bereich der Hauptöffnungen platziert.
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Auch die
DE 10 2004 017 308 A1 beschreibt einen Gasbrenner mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Flammenüberwachung mittels eines Thermoelements.
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Der Erfindung stellt sich das Problem, eine Zweikreis-Gaskochstelle mit einem Zweikreisbrenner bzw. ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Zweikreis-Gaskochstelle zu offenbaren, bei dem eine Rußbildung infolge eines Düsenbrands verhindert wird.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Zweikreis-Gaskochstelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils nachfolgenden Unteransprüchen.
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Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile ergeben sich bei einer Zweikreis-Gaskochstelle mit einem Zweikreisbrenner, welcher eine Simmerdüse und eine Hauptdüse mit jeweils zugehörigen Gasanschlüssen umfasst, mit einem Brennerkopf, welcher Simmeröffnungen und Hauptöffnungen umfasst, mit einem Brennerdeckel zum wenigstens teilweisen Abdecken des Brennerkopfes, mit einer Stelleinrichtung, mit welcher wahlweise eine Gaszufuhr nur zur Simmerdüse oder zur Simmerdüse und zur Hauptdüse einstellbar ist, durch eine Erfassungseinrichtung, mit welcher ein Brand im Bereich zwischen Hauptdüse und Brennerdeckel erfassbar ist. Dadurch kann ein Düsenbrand schnell unterbunden werden und es wird eine Rußbildung verhindert. Dies wird auf einfache Weise insbesondere dadurch erreicht, dass die Erfassungseinrichtung geeignet und ausgebildet ist, bei einem Brand im Bereich zwischen Hauptdüse und Brennerdeckel eine Gaszufuhr mindestens zur Hauptdüse zu sperren. Ein solcher Brand lässt sich in geeigneter Weise durch einen Temperatursensor sensieren, wobei eine Einrichtung zur Auswertung der vom Temperatursensor gemessenen Temperatur den Brand durch Überschreitung einer Grenztemperatur erkennt. Eine vorteilhafte Anordnung des Temperatursensors wird erreicht, wenn er gasflussmäßig im Bereich zwischen der Hauptdüse und dem Brennerdeckel angeordnet ist. Am besten ist der Temperatursensor im Bereich einer gasflussmäßig der Hauptdüse nachgeordneten und dem Brennerkopf vorangestellten Leiteinrichtung platziert. Es ist auch besonders vorteilhaft, wenn die Erfassungseinrichtung geeignet und ausgebildet ist, ein Magnetventil in der Gaszufuhr mindestens zur Hauptdüse zu schließen. Das Magnetventil kann in einer Leitung zur Hauptdüse, aber auch in einer Leitung zur Kochstelle oder in der Gesamt-Gaszufuhr zum Herd angeordnet sein.
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Um den Benutzer darauf aufmerksam zu machen, dass die Gaszufuhr zur Kochstelle unterbunden ist, sollte die Erfassungseinrichtung geeignet und ausgebildet sein, bei gesperrter Gaszufuhr ein Warnsignal zu initiieren. Nach dem Unterbrechen der Gaszufuhr ist der Düsenbrand unterbunden, wenn dann der Brenner abgekühlt ist, ist die Gefahr eines erneuten Düsenbrands relativ gering. Deshalb kann das Magnetventil in der Gaszufuhr nach einer Wartezeit geöffnet und gegebenenfalls das Warnsignal beendet werden.
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Ein vorteilhaftes Verfahren zum Verhindern eines Düsenbrands zwischen der Hauptdüse und dem Brennerdeckel einer Zweikreis-Gaskochstelle ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinrichtung die Gaszufuhr mindestens zur Hauptdüse sperrt, wenn sie eine unzulässige Temperatur oder einen unzulässigen Temperaturanstieg im Bereich zwischen der Hauptdüse und dem Brennerdeckel erfasst. Aus den vorbeschriebenen Gründen ist es auch vorteilhaft, wenn die Erfassungseinrichtung wenigstens annähernd zeitgleich mit dem Sperren der Gaszufuhr ein Warnsignal auslöst und wenn die Erfassungseinrichtung das Magnetventil in der Gaszufuhr nach einer Wartezeit wieder öffnet und gegebenenfalls das Warnsignal beendet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
- 1 Einen Herd mit Kochzonen;
- 2 eine Zweikreis-Gaskochstelle;
- 3 einen Zweikreisbrenner in Explosionsdarstellung;
- 4 einen Zweikreis-Gashahn mit Drehknopf;
- 5a, b die Brennerdüse des Zweikreisbrenners nach 3 in perspektivischer und in Schnittdarstellung;
- 6 die Funktionsskizze eines Systems zum Erfassen und Verhindern eines Düsenbrands.
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In der 1 ist rein schematisch ein Herd 1 dargestellt, welcher neben einem hier nicht näher beschriebenen Backofen 2 ein Kochfeld 3 besitzt. Das Kochfeld 3 ist in mehrere, hier vier Kochstellen 4 unterteilt, was durch die gestrichelten Linien angedeutet werden soll. An der Frontseite 5 des Herds 1 ist über dem Backofen 2 ein Bedienfeld 6 angeordnet, in dem sich verschiedene Bedien- und Anzeigeelemente 7, 8 befinden. Einige Bedienelemente 7 sind dem Backofen 2 zugeordnet, andere den Kochstellen 4.
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Von den Kochstellen ist mindestens eine als sogenannte Zweikreis-Gaskochstelle 9 ausgebildet, siehe hierzu 2. Die Erfindung bezieht sich lediglich auf eine solche Kochstelle 9, das bedeutet, dass diese nicht unbedingt auf einem Herd 1 oder innerhalb eines Kochfelds 3 angeordnet sein muss, sondern auch als Stand-Alone-Kochstelle 9 angeboten werden kann.
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Die Kochstelle wird als Zweikreis-Gaskochstelle 9 bezeichnet, weil sie einerseits mit einem gasförmigen Brennstoff betrieben wird und andererseits einen Zweikreisbrenner 10 besitzt, der in 3 dargestellt und nachfolgend beschrieben ist. Der Brenner umfasst eine Brennerdüse 11, die mit einer Hauptdüse 12 und einer Simmerdüse 13 ausgestattet ist, siehe auch 5a und 5b. Beide Düsen 12 und 13 werden über separate Gasanschlüsse 14 und 15 mit Gas versorgt und erzeugen unter Beimischung von Luft ein brennfähiges Gas-Luft-Gemisch. Über der Brennerdüse 11 und an dieser befestigt ist ein Brennerkopf 16 angeordnet, der ein Brennerkopfunterteil 17 und ein Brennerkopfoberteil 18 umfasst. Auf dem Brennerkopfoberteil 18 liegt lose ein Brennerdeckel 19 auf und deckt den Brennerkopf 16 ab. Das Brennerkopfunterteil 17 besitzt einen ersten Stutzen 20, der durch eine Aussparung 21 in der Brennerdüse 11 taucht und das Gas-Luft-Gemisch aus der Simmerdüse 13 unter das Brennerkopfoberteil 18 leitet. Von dort tritt es durch kleine Simmeröffnungen 22 an der Unterseite des Brennerkopfoberteils 18 aus. Die Simmeröffnungen 22 werden durch kleine Schlitze 23 im unteren Rand des Brennerkopfoberteils 18 gebildet, der auf dem Brennerkopfunterteil 17 aufliegt. Beide Teile des Brennerkopfs 16 sind mit einer zentralen Öffnung 24, 25 versehen, durch die im montierten Zustand des Zweikreisbrenners 10 ein zweiter Stutzen taucht. Dieser Stutzen 26 ist integraler Bestandteil der Brennerdüse 11 und dient als Leiteinrichtung für das Gas-Luft-Gemisch, das aus der Hauptdüse 12 austritt. Durch die Leiteinrichtung gelangt das Gemisch in einen Raum zwischen dem Brennerkopfoberteil 18 und dem Brennerdeckel 19 und tritt von dort durch große Hauptöffnungen aus, die durch große Schlitze 28 im oberen Rand des Brennerkopfoberteils 18 gebildet werden, auf dem der Brennerdeckel 19 aufliegt. Über eine Zündelektrode 29 an der Brennerdüse 11 kann das austretende Gas-Luft-Gemisch entflammt werden. Des Weiteren ist in dem zweiten Stutzen 26 ein Temperatursensor 46 angeordnet, dessen Funktion später erklärt ist.
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Das Ein- und Ausschalten der Zweikreis-Gaskochstelle 9 und die Auswahl, ob der Zweikreisbrenner 10 in der Simmerstufe oder in der Hauptstufe betrieben werden soll, erfolgt durch eine Stelleinrichtung, den in der 4 dargestellten Gashahn 31. Dieser umfasst ein Gashahngehäuse 32 und ein darin drehbares Küken 33, von dem in der Figur allerdings nur die Antriebswelle 34 erkennbar ist. Diese Teile 32 und 33 bilden zusammen eine Stelleinrichtung, in der der Gasfluss von einem Einlass 35 auf zwei Auslässe 36 und 37 verteilt und in der Menge eingestellt werden kann. Um die Antriebswelle 34 herum ist eine Nockenbahn 38 angeordnet, mit deren Nocken (nicht sichtbar) zwei Schalter 39 und 40 betätigt werden können. Einer der Schalter 39 ist dazu vorgesehen, eine elektrische Spannung an die Zündelektrode 29 anzulegen. Der andere Schalter 40 dient zur Erkennung der Ein-Position (später beschrieben), in der unter anderem eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Knebelbeleuchtung aktiviert wird. Die Verstellung des Kükens 33 erfolgt durch einen Drehknopf 41. Zwischen dem Drehknopf 41 und dem Gashahn 31 ist eine Vorrichtung 42 platziert, mit der die Drehbewegung vom Drehknopf 41 auf das Küken 33 übertragen werden kann. Die Vorrichtung 42 kann außerdem einen Versatz zwischen der Drehachse 43 des Drehknopfs 41 und der Antriebswelle 34 des Kükens 33 ausgleichen. Die beiden Auslässe 36 und 37 des Gashahns 31 sind mit den beiden Gasanschlüssen 14 und 15 der Brennerdüse 11 über Schläuche, Rohrleitungen oder ähnliche Bauteile (nicht dargestellt) verbunden. Die Gaszufuhr von einer zentralen Gasversorgung, beispielsweise einem Gas-Hausanschluss oder einer Gasflasche zu dem Einlass des Gashahns erfolgt ebenfalls über geeignete Schläuche, Rohrleitungen oder ähnliche Bauteile, in denen unter anderem auch Verteiler für mehrere Kochstellen angeordnet sein können.
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In der 4 ist der Drehknopf 41 in einer Aus-Stellung gezeigt, in der eine Gaszufuhr sowohl zur Hauptdüse 12 als auch zur Simmerdüse 13 gesperrt ist, d. h., beide Auslässe 36 und 37 sind geschlossen. Das Einschalten des Brenners 10 erfolgt beim Drehen des Drehknopfs 41 gegen den Uhrzeigersinn mit der Schaltmarkierung 44 von der 12-Uhr-Position in die 9-Uhr-Position. Dabei wird die Gaszufuhr an die Gasanschlüsse 14 und 15 von Haupt- und Simmerdüse 12, 13 geöffnet und über den Schalter 39 die Zündelektrode 29 elektrifiziert. Über den Schalter 40 wird die Knebelbeleuchtung eingeschaltet. Nach dem Zünden des Luft-Gas-Gemischs kann der Drehknopf 41 in dieser Position verbleiben und die Kochstelle 9 in der Hauptstufe weiter betrieben werden. Die Schaltmarkierung 44 befindet sich dann in der 9-Uhr-Position des Drehknopfs 41. Bei einer weiteren Drehung gegen den Uhrzeigersinn (Schaltmarkierung in 7-Uhr-Position) sind weiterhin beide Auslässe 36 und 37 geöffnet, allerdings wird die Gaszufuhr über den Auslass 37 gedrosselt. Die Kochstelle wird dann in einer kleineren Hauptstufe betrieben. Eine weitere Drehung gegen den Uhrzeigersinn schließt den Auslass 37 (Schaltmarkierung etwa bei 6 Uhr). In der 5-Uhr-Position der Schaltmarkierung wird die Kochstelle 9 nur noch in der Simmerstufe betrieben.
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Sowohl in der Haupt- als auch im Simmerstufe ist es der Normalfall und gewünschte Betriebszustand, dass das Gas-Luft-Gemisch nur außerhalb des Brennerkopfs 16 verbrennt. Es kann allerdings, insbesondere bei einem langsamen Umschalten von der Simmerstufe auf die Hauptstufe (Drehung der Schaltmarkierung 44 von der 5-Uhr-Position in die 12-Uhr-Position) und bei heißem Brennerkopf 16 dazu kommen, dass die Flammen in den Brennerkopf 16 schlagen und dort im Bereich zwischen der Hauptdüse 12 und dem Brennerdeckel 19 weiterbrennen. Man spricht dann von einem Düsenbrand. Dabei entsteht Ruß im gesamten genannten Bereich, und die Rußpartikel werden nach einiger Zeit auch an Topf- und Pfannenböden übertragen. In der Regel bemerken die Betreiber erst dann, dass eine Fehlfunktion stattgefunden hat und reklamieren diese.
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Um einen Düsenbrand schon bei der Entstehung erkennen zu können und insbesondere, um ihm entgegenwirken zu können, wird eine Erfassungseinrichtung 45 eingesetzt, mit welcher ein solcher Brand im Bereich zwischen Hauptdüse 12 und Brennerdeckel 19 erfassbar ist.
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Zum einen wird ein Temperatursensor 46 eingesetzt, der vorzugsweise in dem Stutzen 26 über der Hauptdüse 12 angeordnet ist, siehe 5b. Mit Hilfe dieses Sensors 46 können Temperaturen sensiert werden, die bei einem Düsenbrand wesentlich höher sind (größer als 200°C) als bei ordnungsgemäßen Brand in der Hauptstufe (Temperaturen kleiner als 150°C). Zum anderen wird eine Einrichtung 47 zur Auswertung der Temperatur eingesetzt, die bei Überschreiten einer Grenztemperatur die Gaszufuhr wenigstens zur Hauptdüse 12 sperrt.
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Die 6 zeigt rein schematisch anhand einer Funktionsskizze ein System zum Erfassen und Verhindern eines Düsenbrands. In der nachfolgenden Beschreibung wird auf die im Zusammenhang mit den 1 bis 5 vorbeschriebenen Bauteile Bezug genommen und es werden identische Bezugszeichen gewählt. Im rechten oberen Bereich ist der Zweikreisbrenner 10 symbolisiert, in dem ein Düsenbrand stattfindet. Der Temperatursensor 46 gibt ein Temperatursignal in Form eines Spannungswerts über eine Signalleitung 48 an die Auswerteeinrichtung 47 weiter. Die Auswerteeinrichtung 47 kann als separates Bauteil in der Gaskochstelle 9 angeordnet sein, sie kann aber auch in einer Gerätesteuerung (nicht dargestellt) im Bereich des Bedienfeldes 6 integriert sein. Alternativ ist sogar eine externe Steuervorrichtung (nicht dargestellt) mit einer Auswerteeinrichtung denkbar, die das Temperatursignal über eine Funkverbindung erhält. Die Auswerteeinrichtung 47 überwacht das Temperatursignal und erkennt bei Überschreiten eines Temperaturgrenzwerts oder im Fall eines unzulässigen Temperaturanstiegs einen Düsenbrand. Sie gibt dann einen Schaltbefehl an ein Magnetventil 49 weiter und schließt dieses. Das Magnetventil 49 kann direkt in der Gaszufuhr 51 zur Hauptdüse 12 angeordnet sein, diese Anordnung entspricht der Darstellung in 6. Das Ventil 49 kann aber auch in einer Leitung zum Einlass 35 des Gashahns 31 oder sogar in der Gesamt-Gaszufuhr zum Kochfeld 3 angeordnet sein, diese Anordnungen sind in den Figuren nicht dargestellt. Je nach Positionierung des Magnetventils 49 wird durch das Schließen die Hauptdüse 12, die Kochstelle 9 oder sogar das gesamte Kochfeld 3 abgeschaltet. Auf jeden Fall wird dadurch der Düsenbrand unterbunden. Um den Benutzer darauf aufmerksam zu machen, dass sich das Kochfeld 3 oder Teile davon nicht mehr in dem von ihm eingestellten Betriebszustand befinden, kann die Auswerteeinrichtung 47 ein Warnsignal 50 initiieren. Dies kann in vorteilhafter Weise im Bereich des Bedienfelds 6 erfolgen, beispielsweise durch ein Blinken der Knebelbeleuchtung. Handelsübliche Kochfelder besitzen eine Sicherheitsfunktion, mit der durch einen Sensor (nicht dargestellt) im Bereich der Zündelektrode 29 überwacht wird, ob bei eingeschalteter Gaszufuhr nach dem Zünden eine Flamme am Brenner 10 erzeugt wird. Ist dies nicht der Fall, wird ebenfalls das Magnetventil 49 gesperrt, um ein Ausströmen von unverbranntem Gas zu verhindern. Das Ventil 49 wird erst nach einem Ausschalten und einem danach folgenden erneuten Einschalten des Brenners 10 (Drehen der Schaltmarkierung 44 zurück in die 12-Uhr-Position und dann erneutes Drehen in die 9-Uhr-Position) wieder geöffnet. Das Ausschalten wird durch den Schalter 40 erkannt. Da dieses Ventil 49, wie vorbeschrieben, ein Ausströmen von Gas ohne Zündung verhindert, kann es beim Einschalten wieder geöffnet werden. Gegebenenfalls kann auch das Warnsignal 50 beendet werden, entweder mit Ablauf der Wartezeit, oder bei einem erneuten Einschalten des Brenners 10.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Herd
- 2
- Backofen
- 3
- Kochfeld
- 4
- Kochstellen
- 5
- Frontseite
- 6
- Bedienfeld
- 7
- Bedienelemente
- 8
- Anzeigeelemente
- 9
- Zweikkreis-Gaskochstelle
- 10
- Zweikreis-Brenner
- 11
- Brennerdüse
- 12
- Hauptdüse
- 13
- Simmerdüse
- 14
- Gasanschluss Hauptdüse
- 15
- Gasanschluss Simmerdüse
- 16
- Brennerkopf
- 17
- Brennerkopfunterteil
- 18
- Brennerkopfoberteil
- 19
- Brennerdeckel
- 20
- Erster Stutzen am Brennerkopfunterteil
- 21
- Aussparung in der Brennerdüse
- 22
- Simmeröffnungen
- 23
- Kleine Schlitze
- 24
- Zentrale Öffnung im Brennerkopfunterteil
- 25
- Zentrale Öffnung im Brennerkopfoberteil
- 26
- Zweiter Stutzen an Brennerdüse
- 27
- Hauptöffnungen
- 28
- Große Schlitze
- 29
- Zündelektrode
- 31
- Gashahn
- 32
- Gashahngehäuse
- 33
- Küken
- 34
- Antriebswelle
- 35
- Einlass
- 36
- Auslass zur Simmerdüse
- 37
- Auslass zur Hauptdüse
- 38
- Nockenbahn
- 39
- Schalter
- 40
- Schalter
- 41
- Drehknopf
- 42
- Vorrichtung zur Übertragung der Drehbewegung
- 43
- Drehachse des Drehknopfs
- 44
- Schaltmarkierung
- 45
- Erfassungseinrichtung
- 46
- Temperatursensor
- 47
- Einrichtung zur Auswertung der Temperatur
- 48
- Signalleitung
- 49
- Magnetventil
- 50
- Warnsignal
- 51
- Gaszufuhr zur Hauptdüse
