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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gargerät-Brennersystems sowie ein Gargerät mit einem Gargerät-Brennersystem.
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Gargeräte, die in Profi- bzw. Großküchen zum Einsatz kommen, verfügen über eine oder mehrere gasbetriebene Brennereinheiten, um beispielsweise Dampf zu erzeugen, der für das Garen von Gargut verwendet wird. Die wenigstens eine gasbetriebene Brennereinheit ist dabei Teil eines Gargerät-Brennersystems, das auch die Versorgung der Brennereinheit mit Luft und Gas umfasst.
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Im Betrieb der Brennereinheiten strömt ein entsprechendes Fluid durch eine Leitung der Brennereinheit, wobei bereits Strömungsgeräusche entstehen können. Insbesondere treten beim Start und Betrieb des Gargerät-Brennersystems verbrennungsinduzierte, akustische Wellen auf. Dies liegt daran, dass die Gargerät-Brennersysteme typischerweise eine pneumatische und/oder elektronische Gas-Luft-Versorgung haben und nach dem Venturi-Prinzip oder einem ähnlichen Prinzip arbeiten.
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Neben den akustischen Wellen können beim Start auch Druckimpulse auftreten, welche beispielsweise einen reduzierten Gasfluss zur Folge haben. Dies führt dazu, dass das Gas-Luft-Gemisch mager wird, wodurch eine Flamme vom Brennerkopf abhebt.
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Nach einer derartigen Störung fördert ein Gasventil der pneumatischen Gas-Luft-Versorgung wieder die ursprünglich eingestellte/vorgegebene Gasmenge. Infolgedessen kommt es zu einem Wiederanliegen der Flamme, wodurch wieder ein Druckimpuls entsteht, der eine neue Störung am Gasventil bewirkt. Folglich erhalten sich die beiden Phänomene gegenseitig. Im schlimmsten Fall schaukeln sich Phänomene sogar auf.
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Besonders in Großküchen oder Restaurantbetrieben, wo mehrere derartiger Gargeräte in einem Raum betrieben werden, kann die durch die Gargeräte erzeugte Schallkulisse als störend empfunden werden und zu einer Beeinträchtigung der Konzentration am Arbeitsplatz führen.
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Die
DE 10 2011 106 651 A1 offenbart ein Gargerät mit einem Garraum und Gasheizungen, die jeweils einen Gasbrenner und eine Luftansaugleitung aufweisen. Zudem sind stromabwärts der Gasbrenner Luftgebläse in den Luftansaugleitungen vorhanden. Die Abgase der Gasbrenner werden jeweils zu einer Abgassammelhaube geleitet. In der Abgassammelhaube sind Schalleliminierungsmittel vorgesehen, zum Beispiel eine Dämpferkammer mit einem Absorptionsmaterial oder Öffnungen in Form von Schlitzen oder Perforationen. Dadurch können Druckpulsationen und Schallemissionen verringert werden. Derartige Schalleliminierungsmittel können auch im Ansaugbereich für Verbrennungsluft positioniert werden.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Gargerät-Brennersystems und ein Gargerät mit einem solchen Brennersystem bereitzustellen, bei dem das Auftreten von akustischen Wellen und Druckimpulsen wirksam vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Gargerät-Brennersystems für ein Gargerät mit einem Garraum, wobei das Brennersystem eine Gebläseeinheit und eine Versorgungseinrichtung umfasst, die einen Luftansaugtrakt hat, der einen Luftansaugeingang, über den Verbrennungsluft angesagt wird, und einen Luftausgang umfasst, wobei zwischen dem Luftansaugeingang und dem Luftausgang ein Luftführungsabschnitt zum Führen der angesaugten Luft zum Luftausgang vorgesehen ist. In dem Luftführungsabschnitt wird wenigstens ein Schalleliminierungsmittel in Form eines Lochs in einer Wandung des Luftführungsabschnitts eingebracht, sodass über das Loch eine Strömungsverbindung zur Umgebung hergestellt wird, wobei die Position des Schalleliminierungsmittels in der Wandung des Luftführungsabschnitts aufgrund von wenigstens einem Verbrennungsluftparameter und/oder wenigstens einem Gargerätparameter bestimmt wird. Der Luftansaugtrakt umfasst mindestens ein Verbindungsstück und/oder ein Adapterstück, in dem das wenigstens eine Schalleliminierungsmittel eingebracht wird.
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Indem die Position des Schalleliminierungsmittels aufgrund von wenigstens einem Verbrennungsluftparameter und/oder wenigstens einem Gargerätparameter bestimmt wird, kann eine auf das Gargerät-Brennersystem individuell angepasste, akustisch optimierte Luftansaugung erreicht werden.
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Das Schalleliminierungsmittel dient vorzugsweise zur Eliminierung von verbrennungsinduzierten, akustischen Wellen. Insbesondere bewirken Löcher im Luftansaugtrakt, dass beim Starten des Gargerät-Brennersystems akustische Energie das Gargerät-Brennersystem verlassen kann. Hierdurch kann ein entsprechender Druckimpuls von Startvorgängen eliminiert oder minimiert werden, was für die schnelle Stabilisierung der Flamme am Brenner elementar ist. Dadurch wird wirksam vermieden, dass ein Gasventil die Gasmenge (zwischenzeitlich) beeinflusst, insbesondere reduziert, was wiederum zu neuen Druckimpulsen führt.
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Des Weiteren wird aufgrund des Schalleliminierungsmittels in Form des wenigstens einen Lochs ein Querstromimpuls erzeugt, der zur Folge hat, dass sich Schallwellen im Betrieb nicht aufschwingen können und/oder gedämpft werden. Damit werden akustische Wellen eliminiert bzw. deren Entstehung unterbunden, was zu einer besseren und schnelleren Stabilisierung der Flamme am Brenner führt.
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Aufgrund des Schalleliminierungsmittels kann ein besserer und schnellerer Zünd- und Startvorgang des Gargerät-Brennersystems erfolgen. Insbesondere sind die Schallemissionen während eines Startvorgangs sowie während des Betriebs des Gargerät-Brennersystems reduziert.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass ein Gasventil des Gargerät-Brennersystems aufgrund von weniger bzw. geringeren Druckimpulsen aus der Brennkammer weniger belastet wird. Dies begünstigt eine schnelle Stabilisierung der Flamme an der Brennereinheit, sowohl beim Start als auch bei einer Änderung des Lastpunktes im Betrieb.
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Bei Verbindungsstücken bzw. Adapterstücken handelt es sich in der Regel um starre Bauteile, sodass das Vorsehen eines Schalleliminierungsmittels, insbesondere eines Lochs, besonders einfach ist. Beispielsweise sind bzw. ist das Verbindungsstück und/oder das Adapterstück Spritzgussteil(e), sodass das mindestens eine Schalleliminierungsmittel bereits in einer Werkzeugform berücksichtigt werden kann, insbesondere an der gewünschten Position.
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Die Versorgungseinrichtung hat vorzugsweise zudem einen Verbrennungsgasabschnitt zum Führen eines Verbrennungsgases zur Gebläseeinheit. Der Verbrennungsgasabschnitt kann einen Verbrennungsgaseingang und einen Verbrennungsgasausgang aufweisen.
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Der Luftausgang und der Verbrennungsgasausgang münden vorzugsweise in die Gebläseeinheit.
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Im Betrieb des Gargerät-Brennersystems können somit Verbrennungsgas und Verbrennungsluft in der Gebläseeinheit gemischt und als Gas-Luft-Gemisch einer Brennereinheit zugeführt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Position des Schalleliminierungsmittels in der Wandung des Luftführungsabschnitts basierend auf wenigstens einer Frequenz einer sich im Luftansaugtrakt ausbreitenden Schallwelle, einem Strömungsquerschnitt des Luftansaugtrakts, der Feuchte der angesaugten Verbrennungsluft und/oder der absoluten Feuchte der Verbrennungsluft bestimmt. Der Strömungsquerschnitt des Luftansaugtrakts ist dabei ein Gargerätparameter, die Frequenz, Temperatur und Feuchte sind Verbrennungsluftparameter. Durch die Berücksichtigung mindestens eines der vorgenannten Parameter kann eine Position des Schalleliminierungsmittels im Hinblick auf die Eliminierung von akustischen Wellen optimiert sein.
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Die wenigstens eine Frequenz einer sich im Luftansaugtrakt ausbreitenden Schallwelle wird beispielsweise bestimmt, indem ein Frequenzband aufgenommen wird und mittels einer Frequenzanalyse zumindest eine Grundfrequenz bestimmt wird. Durch die Berücksichtigung der Grundfrequenz kann die Bestimmung der Position des Schalleliminierungsmittels vereinfacht sein.
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Die Temperatur der Verbrennungsluft kann mittels eines Thermoelements zuvor gemessen worden sein und/oder es kann eine Umgebungstemperatur herangezogen werden. Auf diese Weise kann die Bestimmung der Temperatur der Verbrennungsluft vereinfacht sein. Temperaturschwankungen der Umgebungstemperatur, die am Installationsort des Gargeräts auftreten können, werden dabei nicht berücksichtigt.
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Das Messen der Temperatur ist nur dann möglich, wenn der Installationsort des hergestellten Gargeräts bereits bekannt ist. Anderenfalls wird eine übliche Umgebungstemperatur angenommen, also eine Temperatur zwischen 20 °C und 27 °C.
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Um die Position des wenigstens einen Schalleliminierungsmittels zu bestimmen, ist vorzugsweise eine Berechnungseinheit vorgesehen. Die Berechnungseinheit ist insbesondere ausgebildet, Anweisungen eines Programms („Rechentool“) auszuführen, um eine Fluidströmung durch das Gargerät-Brennersystem, insbesondere durch den Luftansaugtrakt und/oder den Verbrennungsgasabschnitt zu simulieren. Somit ist es möglich, die Position des wenigstens einen Schalleliminierungsmittels bereits vor der Herstellung des Gargerät-Brennersystems festzulegen und entsprechend vorzusehen.
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Anstatt die Position des wenigstens einen Schalleliminierungsmittels zu berechnen, kann eine geeignete Position des wenigstens einen Schalleliminierungsmittels auch mittels Versuchen bestimmt werden, also experimentell bzw. empirisch.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine Loch eine Hauptausdehnung auf, die quer zu einer Strömungsrichtung der Verbrennungsluft ist, insbesondere an der Position des mindestens einen Lochs. Aufgrund der durch die Löcher angesaugten Luft entsteht ein Querstromimpuls, der zur Folge hat, dass im Betrieb Schallwellen nicht aufschwingen können und somit akustische Wellen eliminiert bzw. deren Entstehung unterbunden wird. Die entsprechende Form des Lochs, also die Orientierung der Hauptausdehnung des Lochs, verstärkt die Entstehung des Querstromimpulses.
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Insbesondere wird in das mindestens eine Verbindungsstück und/oder das mindestens eine Adapterstück das mindestens eine Loch eingebracht.
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Wenn mehrere Schalleliminierungsmittel vorgesehen sind, werden die Position, die Größe und/oder die Anzahl der Schalleliminierungsmittel in dem Luftansaugtrakt insbesondere mittels der Berechnungseinheit aufeinander abgestimmt. Auf diese Weise kann ein größtmöglicher Schalleliminierungseffekt erreicht werden.
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Vorzugsweise wird der Luftansaugtrakt über den Luftausgang mit der Gebläseeinheit strömungstechnisch verbunden, sodass das mindestens eine Schalleliminierungsmittel stromaufwärts von der Gebläseeinheit angeordnet wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass durch die Schalleliminierungsmittel kein Gas aus dem Gargerät-Brennersystem austreten kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Gargerät-Brennersystem nach dem Venturi-Prinzip oder einem ähnlichen Prinzip (beispielsweise elektronisch) arbeitet, wonach das Gas entsprechend angesaugt wird.
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Die Aufgabe wird des Weiteren erfindungsgemäß gelöst durch ein Gargerät mit einem Gargerät-Brennersystem, das insbesondere mittels eines wie vorhergehend beschriebenen Verfahrens hergestellt ist, wobei das Gargerät-Brennersystem eine Gebläseeinheit und eine Versorgungseinrichtung umfasst, die einen Luftansaugtrakt hat, der einen Luftansaugeingang, über den Verbrennungsluft angesaugt wird, und einen Luftausgang umfasst. Zwischen dem Luftansaugeingang und dem Luftausgang ist ein Luftführungsabschnitt zum Führen der angesaugten Luft zum Luftausgang vorgesehen, wobei der Luftausgang mit der Gebläseeinheit verbunden ist. In dem Luftführungsabschnitt ist wenigstens ein Schalleliminierungsmittel vorgesehen. Die Position des wenigstens einen Schalleliminierungsmittels ist aufgrund von wenigstens einem Verbrennungsluftparameter und/oder wenigstens einem Gargerätparameter bestimmt. Ein derartiges Gargerät kann, wie vorhergehend bereits erläutert, im Betrieb besonders geräuscharm sein, insbesondere aufgrund des wenigstens einen Schalleliminierungsmittels. Das wenigstens eine Schalleliminierungsmittel ist in einem Adapterstück des Luftansaugtrakts angeordnet, welches den Luftausgang aufweist.
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Das wenigstens eine Schalleliminierungsmittel kann somit in ein bereits bestehendes Bauteil des Gargeräts integriert sein.
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Das wenigstens eine Schalleliminierungsmittel kann ein Loch und/oder ein Schaumstoffbauteil sein.
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Ein Schaumstoffbauteil kann zusätzlich zu dem wenigstens einen Loch vorgesehen sein.
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Mithilfe eines Schaumstoffs kann akustische Energie absorbiert und dem Gargerät-Brennersystem entzogen werden. Vorzugsweise wird ein Schaumstoff mit einem hohen Absorptionskoeffizienten im Bereich der bestimmten Grundfrequenzen verwendet. Durch Absorption akustischer Energie können Schallwellen eliminiert werden. Insbesondere können so Geräusche im Betrieb des Gargeräts reduziert bzw. permanent gedämpft werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist ein Schaumstoffbauteil in einem Leitungsabschnitt mit zwei Adapterstücken angeordnet und in den Luftansaugtrakt eingefügt. Derartige Anordnungen mit einem Leitungsabschnitt, zwei Adapterstücken und einem Schaumstoffbauteil werden auch als „Silencer“ bezeichnet.
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Die Versorgungseinrichtung kann einen Verbrennungsgasabschnitt zum Führen eines Verbrennungsgases zur Gebläseeinheit aufweisen, wobei der Verbrennungsgasabschnitt einen Verbrennungsgaseingang und einen Verbrennungsgasausgang umfasst, der mit der Gebläseeinheit verbunden ist. Dadurch kann der Gebläseeinheit Verbrennungsgas zugeführt und mit der Verbrennungsluft vermischt werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 ein erfindungsgemäßes Gargerät mit einem Gargerät-Brennersystem,
- - 2 das Gargerät-Brennersystem des Gargeräts aus 1,
- - 3 das Gargerät-Brennersystem aus 2 in einer weiteren Ansicht,
- - 4 ein Adapterstück des Gargerät-Brennersystems,
- - 5 ein weiteres Adapterstück des Gargerät-Brennersystems,
- - 6 einen Leitungsabschnitt des Gargerät-Brennersystems, und
- - 7 ein Verbindungsstück des Gargerät-Brennersystems.
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1 zeigt ein Gargerät 10 mit einem Garraum 12 und einem Gargerät-Brennersystem 14 zum Erzeugen von Dampf und/oder zum Aufheizen des Garraums 12.
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Das Gargerät-Brennersystem 14 aus 1 ist in den 2 und 3 in verschiedenen Ansichten detailliert gezeigt.
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In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Gargerät-Brennersystem 14 zwei Gebläseeinheiten 16 und eine Versorgungseinrichtung 18, die zwei Luftansaugtrakte 20 sowie zwei Verbrennungsgasabschnitte 22 aufweist. Des Weiteren hat das Gargerät-Brennersystem 14 einen Abgastrakt 24.
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Jeder Luftansaugtrakt 20 hat jeweils einen Luftansaugeingang 26, über den Luft angesaugt wird, und einen Luftausgang 28. Zwischen dem Luftansaugeingang 26 und dem Luftausgang 28 ist ein Luftführungsabschnitt 30 zum Führen der angesaugten Luft zum Luftausgang 28 vorgesehen.
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Die Verbrennungsgasabschnitte 22 haben jeweils einen Verbrennungsgaseingang 32 und jeweils einen Verbrennungsgasausgang 34.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Adapter 36 für die Verbrennungsgasabschnitte 22 vorgesehen, in dem ein gemeinsamer Verbrennungsgaseingang 32 für die Verbrennungsgasabschnitte 22 ausgebildet ist. Der Adapter 36 kann jedoch auch entfallen und die Verbrennungsgasabschnitte 22 können jeweils einen separaten Verbrennungsgaseingang 32 haben.
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An jede der beiden Gebläseeinheiten 16 sind jeweils ein Luftansaugtrakt 20 und ein Verbrennungsgasabschnitt 22 angeschlossen.
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Das Anschließen der Luftansaugtrakte 20 an die Gebläseeinheit 16 erfolgt jeweils mittels eines Adapterstücks 38, 40. Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind zwei unterschiedliche Adapterstücke 38, 40 vorgesehen, die jeweils in den 4 und 5 gezeigt sind. Dabei handelt es sich um ein abgewinkeltes Adapterstück 38 und um ein geradliniges Adapterstück 40. Es ist jedoch auch denkbar, dass zum Anschließen der Luftansaugtrakte 20 an die Gebläseeinheiten 16 dieselben Adapterstücke 38, 40 verwendet werden.
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Die Adapterstücke 38, 40 sind insbesondere aus einem Kunststoff gebildet.
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In den Adapterstücken 38, 40 ist beispielsweise der Luftausgang 28 des Luftansaugtrakts 20 ausgebildet.
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Indem der Verbrennungsgasabschnitt 22 und der Luftansaugtrakt 20 an die Gebläseeinheit 16 angeschlossen sind, können Verbrennungsgas und Verbrennungsluft in der Gebläseeinheit 16 gemischt und als Luft-Gas-Gemisch einer Brennereinheit 42 zugeführt werden. Die Brennereinheit 42 ist in den Figuren lediglich schematisch dargestellt.
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Das Gargerät-Brennersystem 14 umfasst des Weiteren wenigstens ein Schalleliminierungsmittel 44, das in dem Luftführungsabschnitt 30 vorgesehen ist.
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Beispielsweise ist das Schalleliminierungsmittel 44 ein Loch 46 in einer Wandung 48 des Luftführungsabschnitts 30. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Schalleliminierungsmittel 44 vorgesehen, die als Löcher 46 ausgebildet sind, die in den Adapterstücken 38, 40 vorgesehen sind, wie in den 4 und 5 zu sehen ist.
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Über die Löcher 46 ist eine Strömungsverbindung des Luftansaugtrakts 20 zur Umgebung hergestellt.
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Die Position des wenigstens einen Schalleliminierungsmittels 44, insbesondere des Lochs 46, in der Wandung 48 des Luftführungsabschnitts 30 ist aufgrund von wenigstens einem Verbrennungsluftparameter und/oder wenigstens einem Gargerätparameter bestimmt worden.
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Die Löcher 46 wirken sich hinsichtlich einer Grunddämpfung positiv aus, vor allem bei einem auf dem Venturi-Prinzip basierendem System. Zusätzlich unterbinden die Löcher 46 ein Aufschwingen.
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Anstelle eines oder mehrerer Löcher 46 oder zusätzlich dazu kann ein Schalleliminierungsmittel 44 in Form eines Schaumstoffbauteils 50 vorgesehen sein.
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Ein derartiges Schaumstoffbauteil 50 kann, wie es in 6 veranschaulicht ist, als Bestandteil eines sogenannten Silencers 52 in den Luftansaugtrakt 20 eingefügt sein.
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Der Silencer 52 umfasst neben dem Schaumstoffbauteil 50 einen Leitungsabschnitt 54 mit zwei Verbindungsstücken 56, die jeweils an den beiden Enden des Leitungsabschnitts 54 angeordnet sind. Das Schaumstoffbauteil 50 ist in dem Leitungsabschnitt 54 angeordnet.
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7 zeigt ein Verbindungsstück 56, welches zwischen zwei Luftschläuchen vorgesehen ist. Das Verbindungsstück 56 ist insbesondere eine Muffe.
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Wie in 7 zu erkennen ist, sind in dem Verbindungsstück 56 ebenfalls Schalleliminierungsmittel 44 in Form von Löchern 46 vorgesehen.
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Bei der Herstellung des Gargerät-Brennersystems 14 wird die Position der Schalleliminierungsmittel 44 in der Wandung 48 des Luftführungsabschnitts 30 aufgrund von wenigstens einem Verbrennungsluftparameter und/oder wenigstens einem Gargeräteparameter bestimmt. Bei dem Gargerätparameter handelt es sich insbesondere um einen Strömungsquerschnitt des Luftansaugtrakts 20.
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Bei dem wenigstens einen Verbrennungsluftparameter handelt es sich um wenigstens eine Frequenz einer sich in dem Luftansaugtrakt ausbreitenden Schallwelle, der Temperatur der angesaugten Verbrennungsluft und/oder der absoluten Feuchte der Verbrennungsluft. Grundsätzlich können auch mehrere Frequenzen berücksichtigt werden, sofern beispielsweise mehrere (unterschiedliche) Schallwellen sich ausbreiten.
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Anhand eines oder mehrerer der vorgenannten Parameter kann eine besonders vorteilhafte Position der Schalleliminierungsmittel 44 mittels einer Berechnungseinheit, insbesondere mittels eines Programms („Rechentools“) in einer Strömungssimulation bestimmt werden.
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Dabei wird das mindestens eine Loch 46 stromaufwärts der Gebläseeinheit 16 angeordnet. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Gas in die Umgebung austreten kann.
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Auch das Schaumstoffbauteil 50 wird vorzugsweise stromaufwärts der Gebläseeinheit 16 angeordnet.
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Die wenigstens eine Frequenz der (zumindest einen) Schallwelle wird insbesondere bestimmt, indem ein Frequenzband aufgenommen und mittels einer Frequenzanalyse zumindest eine Grundfrequenz bestimmt wird.
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Die Temperatur der Verbrennungsluft kann mittels eines Thermoelements gemessen werden oder es kann eine Umgebungsluft herangezogen werden.
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Wie in den 4 und 5 zu sehen ist, haben die Löcher 46 eine Hauptausdehnung, die quer zu einer Strömungsrichtung der Verbrennungsluft an der Position ist, an der das Loch 46 angeordnet ist. Die spezielle Form fördert, dass ein Querstromimpuls entsteht.
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Das Gargerät 10 stellt sicher, dass akustische Wellen und Druckimpulse wirksam vermieden werden, da akustische Energie das Gargerät-Brennersystem 14 verlassen kann.
