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Die
Erfindung betrifft einen Gasbrenner für Kochstellen mit wenigstens
einem Brenner, insbesondere mit wenigstens einem eine Innenkammer umgebenden
Brennerring, der am Außenumfang Gasaustrittsöffnungen
zur Erzeugung von Hauptflammen aufweist, wobei in der Innenkammer
ein Brenner, insbesondere koaxial zum Brennerring, angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb von Gasbrennern
im Kleinstwärmebetrieb.
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Ein
derartiger Gasbrenner ist beispielsweise aus der
DE 41 25 308 bekannt. Mittels eines
solchen gattungsgemäßen Gasbrenners
wird beispielsweise über
den die Innenkammer umgebenden Brennerring ein Hauptflammenkreis
erzeugt, um einen Kochtopf, der über
dem Gasbrenner auf dafür
vorgesehenen Streben abgestellt ist, zu erhitzen. Häufig ist
jedoch die Wärmeleistung
im Hauptflammenkranz zu hoch für
empfindliche Kochgüter,
wie beispielsweise Milch, so dass mit den genannten Gasbrennern
vom Hauptflammenbetrieb auf einen sogenannten Simmerbetrieb umgeschaltet
werden kann, bei dem lediglich die Flammen des in der Innenkammer
angeordneten Brenners brennen.
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Dieser
innere Brenner kann hinsichtlich der Gaszufuhr, insbesondere hinsichtlich
des Gasluftgemisches, besonders auf den Kleinstwärmebetrieb angepasst sein,
um deutlich geringere Wärmeleistungen
zu erzeugen und auch empfindlichere Kochgüter erhitzen zu können. Hierbei
werden mit den bekannten Gasbrennern Kleinstwärmeleistungen erreicht von
ca. 12–14%
der Nennleistung beim Hauptflammenbetrieb eines solchen Brenners.
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Der
innere Brenner und der für
den Hauptflammenbetrieb vorgesehene Brennerring können jeweils
eine separate Gas- bzw. Gas-/Luftgemisch-Zufuhr aufweisen und gegebenenfalls
ergänzend
Sekundärluft,
beispielsweise aus der Innenkammer, beziehen.
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Bei
der genannten Brennerkonstruktion hat es sich als nachteilig erwiesen,
dass der innere Brenner nur einen sehr kleinen Flammenkranz erzeugt, der
einen deutlich kleineren Durchmesser aufweist als der Flammenkranz,
der durch den Brennerring erzeugten Hauptflammen. Daher wird die
Wärmeleistung,
die von dem Inneren Brenner im Simmerbetrieb erzeugt wird, nur sehr
punktuell, z.B. in den Boden eines Kochtopfes eingeleitet, was selbst
bei den reduzierten Wärmeleistungen
zu einer lokalen Überhitzung
des Kochgutes führen
kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es einen Gasbrenner allgemeiner Art für kleine
Wärmeleistungen
und insbesondere für
einen Betrieb sowohl mit Hauptflammen als auch mit Simmerflammen
im Kleinstwärmebetrieb
bereitzustellen, der auf sichere Weise auch im Simmerbetrieb eine
gleichmäßige Erhitzung eines
Kochgutes bzw. eines Kochtopfes ermöglicht und einen Kleinstwärmebetrieb
bei noch geringeren Wärmeleistungen
erleichtert.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass ein Brenner, der bevorzugt für den Kleinstwärmebetrieb
mit Simmerflammen ausgelegt ist, während des Kochbetriebes von
einer Abdeckung überdeckt
ist.
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Durch
diese Abdeckung, die bevorzugt aus einem hochschmelzenden und vorteilhafterweise
gut wärmeleitenden
Material, wie beispielsweise einem Metall, ausgebildet ist, wird
erfindungsgemäß erreicht,
dass die erzeugten Flammen bzw. die durch die Flammen stark erhitzte
Luft oder heiße
Abgase nicht auf dem direkten Wege den Boden eines Kochtopfes, einer
Pfanne etc. erreichen. Durch die Abdeckung wird somit eine Abschirmung
zwischen der eigentlichen Wärmequelle,
die durch den Brenner z.B. im Simmerbetrieb gebildet wird und einem
darüber angeordneten
Kochtopf bereitgestellt, wodurch insgesamt eine bessere Verteilung
der ohnehin schon geringeren Wärmeenergie
erreicht wird.
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Ebenso
ist es möglich
die Abdeckung aus Glas oder Keramik zu fertigen. Inbesondere die
Wahl eines transparenten Materials, wie z.B. Glas hat den Vorteil,
dass die Flammen des Brenners durch die Abdeckung sichtbar sind,
so dass optisch erkennbar ist, ob der Brenner noch brennt oder erloschen
ist.
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So
wird einerseits durch die eventuelle direkte Berührung zwischen der Abdeckung
und den Simmerflammen eine Erhitzung der Abdeckung erreicht, wobei
die in die Abdeckung eingetragene Wärmeenergie aufgrund der wärmeleitenden
Eigenschaften der Abdeckung innerhalb derselben auf eine größere Fläche verteilt
wird.
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Weiterhin
kann von den Flammen bzw. Simmerflammen erzeugte und naturgemäß nach oben aufsteigende
Luft oder heißes
Abgas des Brenners nicht ungehindert den Boden eines Kochtopfes
etc. erreichen, sondern wird durch die Abdeckung aufgehalten und
kann erst an der äußeren, die
Abdeckung begrenzenden Umrandung nach oben in Richtung eines Kochtopfes
etc. entweichen. Auch hierdurch wird erreicht, dass die im Betrieb
durch den Brenner erzeugte Wärmemenge
auf eine wesentlich größere Fläche verteilt
wird als die, die durch den ursprünglichen Flammenkreisdurchmesser
des Brenners begrenzt ist.
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Somit
kann insgesamt gesehen bei z.B. gleichbleibender Wärmeleistung
eines Brenners im Vergleich zu denjenigen im Stand der Technik eine deutlich
reduzierte Wärmeleistungsdichte
erreicht werden, so dass ein schonenderes und gleichmäßigeres
Erwärmen
von Kochgut ermöglicht
wird.
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Besonders
vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Außendurchmesser der Abdeckung
größer ist
als der Außendurchmesser
des abgedeckten im Betrieb befindlichen Brenners. Bei dieser Ausführung der
Erfindung erfolgt in jedem Fall eine großflächigere Verteilung der Wärmeenergie
von dem Benner auf die in der Fläche
größer ausgebildete
Abdeckung, so dass die Nachteile z.B. der lokalen Überhitzung,
wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, überwunden werden.
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Bei
einem Gasbrenneraufbau mit einem Brennerring und koaxial darin angeordnetem
inneren Brenner mit kleinerem Flammenkreisdurchmesser kann es in
einer weiterhin bevorzugten Ausführung vorgesehen
sein, dass bei Betrieb des inneren Brenners als Simmerflammenbrenner
der Außendurchmesser
der Abdeckung größer ist
als der Innendurchmesser des Brennerringes. Neben einer Vergrößerung der
Fläche
zur Wärmeverteilung
wie bei der zuvor beschriebenen Ausführung hat diese genannte Konstruktion
weiterhin den Vorteil, dass eventuell bei einem Überkochen herabtropfende Flüssigkeit
von der Abdeckung abgeschirmt wird und nicht in die Innenkammer
des Gasbrenners tropfen kann.
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Bei
der zuvor beschriebenen Ausführung kann
der Außendurchmesser
der Abdeckung weiterhin sowohl größer als auch kleiner sein als
der Außendurchmesser
des Brennerringes.
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Um
ein Abtropfen eventueller herabtropfender Flüssigkeit vom Gasbrenner weiterhin
zu unterstützen,
kann es bevorzugt ergänzend
vorgesehen sein, dass die Oberseite der Abdeckung, d.h. die Seite,
die einem eventuellen Kochtopf zugewandt ist, einen von der Mitte
der Abdeckung nach außen
hin abfallenden Verlauf aufweist.
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Eventuelle
Flüssigkeit,
die trotz der heißen Abdeckung
eventuell nicht sofort verdunsten wird, wird dementsprechend von
der Mitte der Abdeckung zum äußeren Bereich
hin laufen und von dort von der äußeren Kante
der Abdeckung nach unten hin abtropfen. Dies wird bevorzugt noch
dadurch erleichtert, wenn bei einer Weiterbildung der äußere Rand der
Abdeckung eine im Schnitt nach außen und unten hin abgerundete
Form aufweist, gegebenenfalls an seiner äußeren unteren Kante eine umlaufende Abtropfnase
bildet.
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Sofern
der äußere Durchmesser
der Abdeckung zwar größer als
der innere Durchmesser des Brennerringes, jedoch kleiner als der äußere Durchmesser
des Brennerringes ist, ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass
auch die Oberseite des Brennerringes einen nach außen hin
abfallenden Verlauf aufweist, um weiterhin das Abtropfen eventueller
Flüssigkeit
auch vom Brennerring in die äußeren Regionen
des Gasbrenners zu erleichtern.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Gasbrenner kann
es in einer weiteren vorteilhaften Ausbildung vorgesehen sein, dass
die Unterseite der Abdeckung oberhalb der Oberseite des Brennerringes
angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich (bei einer seitlichen
Betrachtung des Gasbrenners) ein Abstand zwischen der Oberseite
des Brennerringes und der Unterseite der Abdeckung, so dass durch
den sich hierdurch ausbildenden ringförmig umlaufenden Spalt zwischen
Abdeckung und Brennerringoberseite sowohl die heißen Abgase
des inneren Brenners als auch ergänzend erhitzte Luft entweichen
kann. Diese heißen
Abgase und die heiße
Luft entweichen hierbei aus einem Ring-Spalt, der einen Durchmesser
aufweist, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Abdeckung
entspricht. Insofern wird durch diese Konstruktion eine Verteilung
der Wärmeleistung
auf einen großen
Durchmesser und somit eine große
Fläche
erreicht.
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Um
die Anordnung der Abdeckung oberhalb der Oberseite des Brennerringes
konstruktiv einfach auszubilden, können in einer bevorzugten Konstruktion
auf der Unterseite der Abdeckung wenigstens drei Vorsprünge ausgebildet
sein, über
die die Abdeckung beabstandet auf den Brennerring auflegbar ist. Hierbei
wird bevorzugt eine Ausführung
mit drei Vorsprüngen
gewählt,
um aufgrund der dadurch erreichten Dreipunktlagerung der Abdeckung
eine sichere Befestigung der Abdeckung auf dem Gasbrenner zu erreichen.
Durch die Höhe
der Vorsprünge
wird hierbei weiterhin im Wesentlichen der Abstand zwischen der
Oberseite des Brennerringes und der Unterseite der Abdeckung definiert.
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Eine
besonders sichere Auflage der Abdeckung auf dem Brennerring ergibt
sich, wenn der Brennerring eine den Innenraum begrenzende, nach innen
und unten zumindest in einem oberen Teilbereich konisch zulaufende
Innenwandung aufweist, auf die die Abdeckung mit den Vorsprüngen aufsetzbar
ist, wobei weiterhin bevorzugt die Unterseite der Vorsprünge eine
an die Innenwandung angepasste Form aufweisen können. Durch die Konstruktion
des konisch zulaufenden Innenbereichs des Brennerringes zumindest
in einem an die Oberseite des Brennerringes angrenzenden Bereich
wird im Wesentlichen eine Trichterform erreicht, die beim Auflegen
der Abdeckung eine Selbstzentrierung derselben bewirkt, wodurch
eine sichere Auflage der Abdeckung auf den Brennerring ermöglicht wird.
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In
einer alternativen Ausbildung kann es auch vorgesehen sein, dass
die Abdeckung mit dem Deckel des eigentlichen Brenners verbunden
ist, insbesondere eine bauliche Einheit bildet, z.B. einstückig ausgebildet
ist. Dies ist besonders fertigungstechnisch vorteilhaft und erleichtert
das Aufsetzen der Abdeckung auf den Brenner. Insbesondere bei der
Ausführung
eines Gasbrenners mit einem äußeren Brennerring
und einem darin angeordneten inneren Brenner kann die Abdeckung
an dem Deckel des inneren Brenners befestigt oder befestigbar sein.
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In
einer ersten bevorzugten Alternative der Ausführung des erfindungsgemäßen Gasbrenners kann
es vorgesehen sein, dass die sowohl von den Simmerflammen direkt
als auch über
die erhitzte Luft/Abgase indirekt beheizte Abdeckplatte in der gesamten
Kochfeldanordnung unterhalb von als Topfhalter dienenden Streben
angeordnet ist. Hierbei ergibt sich durch den Abstand zwischen der
Oberseite der Abdeckung und einem auf einem Topfhalter abgestellten
Kochtopf eine weitere vergleichmäßigende Wärmeübertragung.
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Allgemein
wirkt die von den (Simmer-)Flammen und der Heißluft bzw. den Abgasen aufgeheizte wärmeleitende
Abdeckplatte unter anderem auch als eine Wärmestrahlungsquelle, die über ihre
gesamte Oberfläche
die punktuell von unten eingetragene Wärmeenergie nach oben in Richtung
des Kochtopfes abgibt.
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In
einer zweiten alternativen Ausbildung kann es auch vorgesehen sein,
dass ein Kochtopf, eine Pfanne etc. direkt auf die Abdeckung aufstellbar ist.
In einem solchen Fall weist die Oberseite der Abdeckung eine im
Wesentlichen plane Form auf, so dass die Abdeckung hier die Funktion
einer typischen Herdplatte übernimmt.
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Bezogen
auf die Ausführung
eines Gasbrenners mit Brennerring und darin angeordnetem inneren
Brenner kann hierbei bevorzugt weiterhin vorgesehen sein, dass statt
einem losen Auflegen der Abdeckung auf die Oberseite des Brennerringes
eine sichere Befestigung vorgesehen wird um insbesondere bei Bewegungen
des Kochtopfes oder einer Pfanne ein unbeabsichtigtes Verschieben
der Abdeckung zu vermeiden.
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Durch
die Anordnung einer Abdeckung oberhalb eines Brenners, der z.B.
im Simmerbetrieb genutzt wird, kann gegenüber dem Stand der Technik eine
weitere Energiereduktion im Simmerbetrieb erreicht werden, die ca.
2,5% der Wärmeenergie
im Hauptflammenbetrieb beträgt.
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Sollte
sich eine Abdeckung des eingesetzten Brenners derart auswirken,
dass der Wärmeübertrag zum
Kochgut zu gering wird, so kann es in einer Weiterbildung der Erfindung
auch vorgesehen sein, dass in der Abdeckung wenigstens eine Material-Ausnehmung/Aussparung,
insbesondere Bohrung, vorgesehen ist, die einen direkten Wärmedurchgang
durch die Abdeckung ermöglicht.
Bei dieser Weiterbildung der Abdeckung wird dementsprechend einerseits
die durch die Simmerflammen eingetragene Wärme mittels der Wärmeleitung
innerhalb der Abdeckung auf die Fläche der Abdeckung verteilt
und andererseits von den Simmerflammen erhitzte Luft direkt durch eine
oder mehrere Ausnehmungen in der Abdeckung hindurchtreten, um so
eine stärkere
Erwärmung
des Kochgutes bzw. eines über
dem Gasbrenner angeordneten Kochtopfes bzw. einer Pfanne zu erreichen.
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Der
Grad der Wärmeübertragung
kann gegebenenfalls durch den Benutzer selbst beeinflusst werden,
indem auf den Gasbrenner unterschiedliche Abdeckungen mit mehr oder
weniger großen
Ausnehmungen oder unterschiedlichen Anzahlen von Ausnehmungen oder
auch Abdeckungen aus unterschiedlichem Material oder bei einem gegebenen Material
auch unterschiedlicher Dicke aufgelegt werden. Ebenso können Abdeckungen
mit verschiedenen Durchmessern ausgewählt werden, um bei insgesamt
gleichbleibendem Simmerbetrieb des Brenners verschiedene Wärmemengen
auf einen Kochtopf etc. zu übertragen.
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Die
Ausbildung einer Abdeckung mit einer oder mehrerer Ausnehmungen
bzw. Durchgängen
in einer Abdeckung kann auch soweit fortgeführt werden, dass die Abdeckung
eine gleichmäßige Gitter- oder
Lochstruktur oder ähnliches
aufweist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der nachfolgenden Abbildung im Einzelnen dargestellt.
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Die
Abbildung zeigt einen Gasbrenner 1, der im Wesentlichen
einen Grundkörper 2 umfasst,
in dem zum einen Gaszuführungen
bzw. Gasräume 3 für den Hauptflammenbetrieb
und 4 für
den Kleinstwärme-
bzw. Simmerflammenbetrieb vorgesehen sind.
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So
ist innerhalb des Grundkörpers 2 beispielsweise
ein ringförmig
ausgebildeter Gasverteilraum 3a vorgesehen, über den
das aus der Leitung 3 zugeführte Gas bzw. Gas-/Luftgemisch
in einem Gasringraum 3b überströmt, der in einem hier zweiteilig
ausgebildeten Brennerring 5 vorgesehen ist. Hierbei besteht
der zweiteilige Brennerring aus einem unteren Ringelement 5a,
welches direkt auf dem Grundkörper 2 aufliegt
sowie einem darüber
angeordneten Brennerringelement 5b. Ebenso kann der Brennerring 5 einteilig
aufgebaut sein.
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Der
Brennerring 5 weist in seinem oberen Brennerringelement 5b an
seinem Außenumfang Gasaustrittsöffnungen 6 auf, über die
das in den Ringraum 3a bzw. 3b eingeleitete Gas
bzw. Gas-/Luftgemisch aus dem Brennerring austreten und durch Entzündung die
Hauptflammen bilden kann. Hierbei kann es weiterhin vorgesehen sein,
dass zwischen dem unteren Brennerringelement 5a und dem
oberen Brennerringelement 5b ein ringförmig umlaufender Spalt 7 realisiert
ist, aus dem durch beabstandete Anordnung der beiden Brennerringelemente
zueinander Gas zur Bildung von Hilfsflammen austreten kann, um zu
vermeiden, dass bei einem hohen Gasstrom im Hauptflammenbetrieb
die Hauptflammen abreißen bzw.
wegfliegen.
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Der
aus den beiden Teilelementen 5a und 5b gebildete
Brennerring umschließt
einen Innenraum 8, in dem ein Innenbrenner 9 angeordnet
ist, der über die
Gaszuführungsleitung 4 mit
einem Gas oder Gas-/Luftgemisch für einen Simmerflammenbetrieb gespeist
wird. Hier kann es weiterhin vorgesehen sein, dass in den Innenraum 8 Sekundärluft zugeführt wird,
in der vorliegenden Abbildung beispielsweise durch den Durchgang
10 im Boden des Grundkörpers 2.
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Der
Innenbrenner 9 weist seinerseits an seinem Außenumfang
Gasaustrittsöffnungen 11 auf,
um an diesen Austrittsöffnungen
Simmerflammen zu bilden, um einen Kleinstwärmebetrieb bzw. einen Simmerbetrieb
zu ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung
ist es hier vorgesehen, dass der in dem Innenraum 8 koaxial
innerhalb des Brennerringes 5a/b angeordnete Innenbrenner
während
des Betriebs von einer Abdeckung 12 überdeckt wird.
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Durch
die Abdeckung wird im vorliegenden Fall erreicht, dass die relativ
punktuell auf dem kleinen Flammenkranz des Innenbrenners erzeugte Wärmeenergie
durch Wärmeleitung
auf die Gesamtfläche
der Abdeckung verteilt wird, wobei weiterhin erwärmte Luft bzw. die Abgase des
Innenbrenners durch den ringförmig
umlaufenden Spalt 13 zwischen der Oberseite des Brennerringes 5b und
der Unterseite der Abdeckung 12 auf einem großen Durchmesser
entweicht. So kann erfindungsgemäß eine Vergleichmäßigung des
Wärmeübertrages
von der Wärmequelle
des Innenbrenners zum Kochtopf erreicht werden.
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Um
die beabstandete Anordnung der Abdeckung 12 oberhalb des
Brennerringes 5a/b zu erreichen, ist es hier vorgesehen,
dass auf der Unterseite der Abdeckung 12 drei Vorsprünge 14 vorgesehen sind,
die z.B. in einer gleichmäßigen Teilkreisaufteilung
von 120 Grad zueinander angeordnet sind. Mittels dieser Vorsprünge 14 kann
die Abdeckung 12 auf den Brennerring 5a/b bzw.
hier insbesondere auf die Oberseite des oberen Brennerringelementes 5b aufgelegt
werden.
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Um
eine Selbstzentrierung zu erreichen, ist es hier vorgesehen, dass
die innere Wand 15, die den Innenraum 11 durch
den Brennerring 5b begrenzt, konisch nach innen und unten
zulaufend ausgebildet ist, so dass sich im Wesentlichen eine Trichterform
des oberen Brennerringelementes 5b im Innenraumbereich 8 ergibt.
Durch eine Anpassung der unteren Seiten der Vorsprünge 14 an
diesen konisch zulaufenden Verlauf der Innenwandung 15 kann
eine automatische Selbstzentrierung der Abdeckung 12 erreicht
werden, wenn diese auf den Brennerring 5b aufgelegt wird.
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In
der Abbildung wird deutlich, dass die Abdeckung 12 einen
von ihrer Mitte M aus in Richtung ihres äußeren Umfanges abfallenden
Verlauf der Oberfläche
aufweist, so dass eventuelle Flüssigkeit, die
auf den Brenner auftropft, seitlich bis zum äußeren Rand 16 der
Abdeckung 12 abgeleitet wird, wobei dieser äußere Rand 16 hier
mit einem Radius nach außen
und unten abgerundet ausgeführt
ist, so dass sich eine definierte Abtropfkante 17 ergibt,
von der aus die Flüssigkeit
auf die Oberseite des Brennerringes 5b abtropft. Um ein
weiteres Abtropfen zu erreichen, ist bevorzugt auch die Oberseite
des Brennerringes 5b nach außen und unten abfallend ausgebildet,
so dass eventuelle Flüssigkeit
weiterhin in die Außenbereiche
des Gasbrenners abgeleitet werden.
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Um
vom Simmerbetrieb auf den Hauptflammenbetrieb in einfacher Weise
umschalten zu können,
ist es bei dem hier dargestellten Gasbrenner weiterhin vorgesehen,
eine Überzündbohrung
bzw. einen Überzündschlitz 17 innerhalb
des oberen Brennerringelementes 5b vorzusehen, so dass
automatisch z.B. beim Umschalten auf den Hauptflammenbetrieb das
aus einer Öffnung 6 austretende
Gas entzündet
wird.
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Die
hier dargestellte Gasbrenneranordnung hat insgesamt den Vorteil,
dass die bei dieser Anordnung mit einem relativ zum Hauptflammenkreis
lediglich mit einem kleinen Flammendurchmesser ausgestattete Simmerflamme
bzw. die dadurch erzeugte Wärmeenergie
durch die als Wärmeleitplatte
wirkende Abdeckung auf eine größere Fläche verteilt
wird und somit auf leichte Weise ein schonendes Kochen und Garen
ermöglicht.