DE19504065C2 - Gaskocheinrichtung mit wenigstens einem, unter einer durchgehenden Kochfläche aus einem für Wärmestrahlung durchlässigen Material, wie Glaskeramik, angeordneten Gasstrahlungsbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gaskocheinrichtung mit wenigstens ei­ nem, unter einer durchgehenden Kochfläche aus einem für Wärmestrahlung durchlässigen Material, wie Glaskeramik, Glas, Keramik oder einem ähnli­ chen Material angeordneten Gasstrahlungsbrenner, mit einem Mischrohr für die Zuführung des Gas-/Luftgemisches, wobei das Gas-/Luftgemisch einer Brennerkammer über einen mit dem Mischrohr verbundenen, sich in Strömungs­ richtung stetig erweiternden geschlossenen Kanal (Diffusor) zuströmt, mit einer Brennerplatte, insbesondere aus Fasermaterial, mit Regeleinrichtun­ gen für die Gaszufuhr, sowie mit üblichen Zünd-, Sicherheits-, und Tempe­ raturüberwachungseinrichtungen, und mit Abgaskanälen zum Abführen der Verbrennungsgase.

Gasstrahlungsbrenner für Kochgeräte sind bekannt und beispielsweise auch in der deutschen Patentschrift DE 24 40 701 C3 beschreiben. Als Brennerplatte werden poröse, perforierte Keramikplatten oder Geflechte aus Keramik- oder Metallfasern verwendet. Die notwendige, gleichmäßige Verteilung des Gas-/Luftgemisches im Brenner bedingt eine Unterteilung des Brenners in mindestens zwei Kammern, wobei jede dieser Kammern mit einem die Verbrennungsluft ansaugenden Gasinjektor und einem Diffusor ausgestat­ tet ist. Dies ergibt eine sehr große Baugröße der verwendeten Brenner.

Gasstrahlungsbrenner für Kochgeräte sollten eine spezifische Leistung von mindestens 10 W pro cm², bevorzugt aber 15 W/cm² und mehr haben, damit die erforderliche kurze Ankochdauer erreicht werden kann.

Der hierfür erforderliche Durchsatz an Gas-/Luftgemisch führt aber bei den heute gebräuchlichen, zylindrischen Mischrohren am Eintritt in die Brenn­ kammer zu einem Gasstrahl mit hoher Geschwindigkeit und scharfer Ausrich­ tung in der Achse des Mischrohres. Hierdurch wird das Gas-/Luftgemisch auf der Brennerfläche sehr ungleichmäßig verteilt und es ergibt sich eine un­ günstige Leistungsverteilung, die zu einer ungleichmäßigen Temperaturver­ teilung in der Kochzone und einem schlechten Wirkungsgrad des Kochgerätes führt. Weiterhin wird die Verbrennungsqualität herabgesetzt, wodurch der Schad­ stoffanteil im Abgas ansteigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Brenner mit kleiner, nie­ driger Bauform und hohem Wirkungsgrad zu schaffen, bei denen eine große beheizbare Fläche bei niedriger Bauhöhe und kleiner Gesamtfläche des Gerä­ tes erreicht werden kann und die eine gute und fein abgestimmte Regelungs­ möglichkeit in bezug auf unterschiedlichen Wärmebedarf gestatten.

Ein solch hoher Wirkungsgrad kann aber nur dann erreicht werden, wenn ver­ schiedene Bedingungen in bezug auf die Zuströmung des Gas-/Luftgemisches, auf Wärmeübertragung und Abströmung der verbrannten Gase erfüllt sind. Durch die vorliegende Erfindung soll diesen verschiedenen Bedingungen und Anforderungen Rechnung getragen werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit dem Mischrohr verbundene Diffusor, über den das Gas-/Luftgemisch der Brenner­ kammer zuströmt, einen flachen Querschnitt mit zueinander paralleler Ober- und Unterseite aufweist, wobei der Abstand von Ober- und Unterseite, also die Höhe des Diffusors, dem Durchmesser des Mischrohres entspricht und die Breite des Diffusors bis zur Austrittsöffnung in die Brennerkammer stetig zunimmt und wobei weiterhin die Brennerkammer zwei Bereiche mit unter­ schiedlicher Höhe aufweist und im Bereich geringer Höhe, diese Höhe klei­ ner ist als die Höhe des Diffusors.

Diffusoren setzen die Geschwindigkeitsenergie des durch das Mischrohr ein­ strömenden Gas-/Luftgemisches in Druckenergie um. Der Diffusor stellt somit im Prinzip die Umkehrung des Düsenprinzips dar. Wird das Mischrohr daher mit einem Diffusor versehen, kann das Gas-/Luft­ gemisch wesentlich gleichmäßiger auf die gesamte Brennerfläche verteilt werden.

Zur Mischung des Gas-/Luftgemisches ist jedoch eine gewisse Baulänge von Mischrohr und Diffusor erforderlich. Eine kompakte Bauweise läßt sich dennoch erreichen, wenn man die Aus­ trittsöffnung des Diffusorkanals in die Brennerkammer hereinragen läßt. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß dies ohne Einbuße der Gleich­ förmigkeit des Glühbildes auf der Brennerplatte möglich ist, auch wenn die Austrittsöffnung des Diffusors mindestens 10%, insbesondere sogar 15% des Durchmessers der Brennerkammer in diese hineinreicht.

Wenn aber für Gasbrenner Diffusoren mit einem kreisförmigen Querschnitt verwendet werden, führt dies bei der, für ein Kochgerät erforderlichen Leistung und Brennerplattengröße zu einer sehr großen Bauhöhe.

Die Gaskocheinrichtung soll mit handelsüblichen Unterbauherden kombinier­ bar sein. Dies bedingt, daß eine flache Bauhöhe im Frontbereich erzielt werden muß, da dort der Schaltkasten des Unterbauherdes die Bauhöhe be­ grenzt. Diese flache Bauweise läßt sich erreichen, wenn die Brennerkammer eine Stufe aufweist, bei der die lichte Höhe im Eintrittsbereich des Dif­ fusors höher bis annähernd gleich der Höhe des Diffusors ist und dann in eine wesentlich flachere lichte Höhe als die Höhe des Diffusores übergeht.

Die Trennungslinie ist dabei so ausgebildet, daß das Gas-/Luftgemisch sie beim Eintritt senkrecht trifft. Es ergibt sich eine kreissegmentförmige Begrenzung, wobei der Bereich der Brennerkammer mit der geringeren Höhe mindestens 60% des Gesamtbereiches der Brennerkammer einnimmt.

Nach der vorliegenden Erfindung sind also bei diesen Gasstrahlungsbrennern Teile der Brennerkammer selbst noch wesentlich niedriger gebaut, als der Austrittskanal des Gas-/Luftgemisches, der von einem erfindungsgemäß flach gestalteten Diffusor geringer Bauhöhe gebildet wird.

Nur durch die, nach der Strömungslehre eigentlich nicht zu erwartende und überraschende Wirkung dieses hier vorgestellten erfinderischen Prinzips, nämlich des Zusammenspiels zwischen einer Brennerkammer, die teilweise noch niedriger baut als der Diffusor selbst, wurde die Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung gelöst, einen fein regelbaren, flach bauenden Gasstrah­ lungs-Brenner mit sehr hohem Wirkungsgrad zu schaffen.

Wesentlich nach der Erfindung ist die Wirkungseinheit aus einem flach ge­ stalteten Diffusor mit einer, mit ihm verbundenen, erfindungsgemäß gestal­ teten Brennerkammer.

Die erfindungsgemäße Gaskocheinrichtung wird anhand der folgenden Fig. 1-4 und der dazugehörigen Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine Aufsicht auf die erfindungswesentlichen Teile einer Gaskoch­ einrichtung mit einem runden Mischrohr 1 für die Zuführung des Gas-/Luftgemisches, das in den flach ausgebildeten Diffusor 2 übergeht, der in die Brennerkammer 3 mündet und hier sogar in die Kammer selbst hineinragt. Die Brennerkammer 3 schließt oben mit einer porösen Brennerplatte 4 ab, die mittels eines Klemmringes 5 oder insbesondere mittels eines Bajonett-Verschlusses gasdicht an der Brennerkammer 3 gehalten wird.

Fig. 2 Einen Schnitt entlang der Linie B-B der Fig. 1 und verdeutlicht die erfindungsgemäßen geometrischen Verhältnisse mit einem runden Mischrohr 1 und einem Diffusor 2, dessen Bauhöhe genau dem Durch­ messer des Mischrohres 1 entspricht.

Fig. 3 Eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anordnung entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 1, die die Geometrieverhältnisse der Brennerkammer 3, oben mit der Brennerplatte 4 abgeschlossen, ver­ anschaulicht. Die beabsichtigte flache Bauweise wird durch eine Höhenstufe in der Brennerkammer 3 erreicht, bei der die lichte Höhe im Mündungs­ bereich des Diffusors 2 in eine wesentlich flachere lichte Höhe übergeht. Die, durch die Höhenstufe gebildete Trennungslinie ist so gestal­ tet, daß das Gas-/Luftgemisch sie beim Eintritt senkrecht trifft. Es ergibt sich so eine kreissegmentförmige Begrenzung, deren Radi­ us etwa der Länge des Diffusors entspricht.

Fig. 4 In Aufsicht die geometrische Ausgestaltung einer Brennerkammer 3, nach der Erfindung.

Die Fig. 1-4 zeigen eine typische Brennerkammer 3 mit einem Durchmes­ ser von 145 mm, wobei die lichte Höhe im Mündungsbereich des Diffusors 2 in die Brennerkammer 35 mm, und im flachen Bereich der Brennerkammer 7 mm beträgt. Die Höhe des Diffusors 2 beträgt dabei 19 mm, seine Breite 53 mm.

Claims (6)

1. Gaskocheinrichtung mit wenigstens einem, unter einer durchgehenden Kochfläche aus einem für Wärmestrahlung durchlässigen Material, wie Glaskeramik, Glas, Keramik oder einem ähnlichen Material angeordneten Gasstrahlungsbrenner, mit einem Mischrohr (1) für die Zuführung des Gas-/Luftgemisches, wobei das Gas-/Luftgemisch einer Brennerkammer (3) über einen mit dem Mischrohr verbundenen, sich in Strömungsrichtung stetig erweiternden geschlossenen Kanal (Diffusor 2) zuströmt, mit ei­ ner Brennerplatte (4), insbesondere aus Fasermaterial, mit Regelein­ richtungen für die Gaszufuhr, sowie mit üblichen Zünd-, Sicherheits-, und Temperaturüberwachungseinrichtungen, und mit Abgaskanälen zum Ab­ führen der Verbrennungsgase, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Mischrohr (1) verbundene Diffusor (2), über den das Gas-/Luftgemisch der Brennerkammer (3) zuströmt, einen flachen Quer­ schnitt mit zueinander paralleler Ober- und Unterseite aufweist, wobei der Abstand von Ober- und Unterseite, also die Höhe des Diffusors (2), dem Durchmesser des Mischrohrs (1) entspricht und die Breite des Diffu­ sors bis zur Austrittsöffnung in die Brennerkammer stetig zunimmt und wobei weiterhin die Brennerkammer (3) zwei Bereiche mit unterschiedli­ cher Höhe aufweist und im Bereich geringer Höhe, diese Höhe kleiner ist als die Höhe des Diffusors (2).

2. Gaskocheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Brennerkammer (3) mit der geringeren Höhe minde­ stens 60% des Gesamtbereiches der Brennerkammer (3) einnimmt.

3. Gaskocheinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Brennerkammer (3) in diesem Bereich unter 10 mm liegt.

4. Gaskocheinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Brennerkammer (3) im Eintrittsbereich des Diffusors (2) größer bis annähernd gleich der Höhe des Diffusors ist.

5. Gaskocheinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung des Diffusors (2) in die Brennerkammer (3) hineinragt.

6. Gaskocheinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung des Diffusors (2) 10-20%, insbesondere 15% des Durchmessers der Brennerkammer (3) in die Brennerkammer hinein­ ragt.