Kochgerät, insbesondere Pflanzenölkocher
Die Erfindung betrifft ein Kochgerät, welches zur Erzeugung von Wärme durch Verbrennung eines Brennstoffs ausgebildet ist, und einen Brenner umfasst, in dem die Verbren- nung des Brennstoffs erfolgt und aus dem Flammen nach außen treten.
Ein Kochgerät mit einem derartigen Brenner ist aus der DE 101 61 154 A1 bekannt. Dieser Brenner ist zur Verbrennung von flüssigen Brennstoffen wie Petroleum, Dieselöl, Benzin, Pflanzenölester und Pflanzenöl ausgebildet.
Bei Brennern mit offener Flamme, insbesondere bei solchen, die mit Flüssigbrennstoffen betrieben werden, findet die Verbrennung innerhalb eines Brennraums statt. Bei dem Brenner in der DE 101 61 154 A1 wird dieser Brennraum aus einem Prallteller, welcher die obere Begrenzung darstellt und einem Flammenleitblech, welches die seitliche Be- grenzung darstellt, gebildet. In diesen Brennraum wird von unten durch eine Düse der in einem Verdampfer durch die Wärme der Flamme vergaste Brennstoff in den Brennraum eingestrahlt. Im dabei entstehenden Freistrahl vermischt sich der Brennstoff mit der Umgebungsluft, trifft auf den Prallteller und verbrennt im Brennraum.
Während des Verbrennungsvorgangs stabilisiert sich die Flamme seitlich unterhalb des Pralltellers. Die Flamme erhitzt den oberhalb des Brenners angeordneten Kochtopf sowie den Verdampfer des Brenners, in dem der Brennstoff in die Gasphase übergeführt wird. Darüber hinaus erhitzt die Flamme ebenfalls den Prallteller als auch das Flammenleitblech. Beide können Temperaturen von bis zu 950°C erreichen.
Die Flamme tritt bei diesem Brenner mit zylindrischem Flammenleitblech relativ konzentriert aus und trifft in einem beschränkten Durchmesser auf den Kochtopf. Zusätzlich findet ein radiativer Wärmeübergang vom überhitzten Prallteller in den Kochtopf statt, der ebenfalls insbesondere die Mitte des Kochtopfs aufheizt. Dadurch ist ein relativ konzentrierter Wärmeübergang vom Brenner in den Kochtopf vorhanden, der insbesondere bei Kochtöpfen ohne Wärmeausgleichsschicht im Boden zu einer in der Mitte konzentrierten Erhitzung der Speisen führen kann. Dadurch kann die Zubereitung beeinträchtigt werden.
Der aus der DE 101 61 154 A1 bekannte Brenner umfasst ein Flammenleitblech, welches den Brenner umfangsseitig über eine bestimmte Höhe umgibt.
Beim so bezeichneten Flammenhalter, welcher die Flammenführung im Gesamten ermög- licht, findet ein konvektiver und radiativer Wärmeverlust statt. Während der konvektive Anteil die außen am Flammenleitblech umherströmende Luft erwärmt und diese in Teilen ebenfalls den Kochtopf erwärmt ist der radiative Anteil insbesondere ein Verlustwärmestrom in die Umgebung.
Diese Wärmestrahlung in die Umgebung hat den Nachteil, dass der Wirkungsgrad beeinträchtigt wird, da ein erheblicher Anteil der im Brenner erzeugten Wärme radiativ in die Umgebung abgestrahlt wird. Dieser Verlustanteil wird selbst bei der Verwendung eines Windschutzes für den Brenner nicht reduziert. Darüber hinaus beeinträchtigt die aus der Radiation resultierende Aufwärmung der Umgebung den Komfort des Gerätebenutzers, da die Umgebung relativ heiß wird und dies dann auch als unangenehm empfunden werden kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kochgerät zu schaffen, bei dem der Wirkungsgrad verbessert werden kann und die Wärmeabstrahlung nach außen reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Kochgerät, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Kochgerät ist zur Erzeugung einer offenen Flamme ausgebildet. Insbesondere wird dadurch eine Flammenbildung verstanden, bei welcher die Flammen unmittelbar an einem Zubereitungsbehälter anschlagen können. Das Kochgerät umfasst einen Brenner und ein Flammenleitelement, welches den Brenner über eine bestimmte Höhe des Brenners umfangsseitig umgibt, insbesondere vollständig umgibt. Das Flam- menleitelement stellt somit eine außenseitige Hülle für den Brenner dar. Das Flammenleitelement ist von einem Wärmeisolationselement umfangsseitig umgeben. Insbesondere ist dieses Wärmeisolationselement vollständig umlaufend um das Flammenleitelement angeordnet und bildet somit eine weitere Hülle für den Brenner sowie eine Hülle für das
Flammenleitelement. Durch diese Ausgestaltung kann die Wärmestrahlung in die Umgebung wesentlich reduziert werden, wodurch der Wirkungsgrad des Kochgeräts deutlich erhöht werden kann. Darüber hinaus wird die unmittelbare Umgebung des Kochgeräts nicht mehr so stark aufgeheizt, wodurch der Komfort für einen Gerätenutzer wesentlich verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist das Wärmeisolationselement rohrförmig ausgebildet, und ist bevorzugt beabstandet zu dem Flammenleitelement positioniert. Es kann jedoch auch eine andere geometrische Ausgestaltung vorgesehen sein.
Das Wärmeisolationselement ist vorzugsweise aus einem hoch wärmeisolierenden Material ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Wärmeisolationselement aus Blech ausgebildet ist. Es sind jedoch auch andere Materialien, wie ein hitzebeständiger Kunststoff etc. , möglich.
Vorzugsweise sind das Wärmeisolationselement und das Flammenleitelement koaxial angeordnet.
Insbesondere weist das Wärmeisolationselement eine größere Bauhöhe als das Flammenleitelement auf. Somit erstreckt sich das Wärmeisolationselement vorzugsweise in vertikaler Richtung sowohl nach oben hin als auch nach unten hin über die Ausmaße des Flammenleitelements hinaus. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich das Wärmeisolationselement lediglich nach oben hin oder lediglich nach unten hin über das Flammenleitelement hinaus erstreckt. Ebenso kann besonders bevorzugt jedoch auch vorgesehen sein, dass das Wärmeisolationselement eine geringere Bauhöhe als das Flammenleitelement aufweist.
Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn der horizontale Abstand zwischen der Außenseite des Flammenleitelements und der Innenseite des Wärmeisolationselements kleiner 15 cm, insbesondere kleiner 10 cm, beträgt. Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der horizontale Abstand zwischen 0,5 cm und 1 ,5 cm beträgt.
Durch diese Ausgestaltung kann Luft von unten eintreten, an dem Flammenleitelement des Brenners vorbeistreifen, sich dabei erwärmen und dadurch das Flammenleitelement
des Brenners kühlen. Der erhitzte Luftstrom wird dem oberhalb des Brenners auf dem Kochgerät aufgesetzten Zubereitungsbehälter zugeleitet und erwärmt diesen zusätzlich. Der Luftspalt zwischen dem Flammenleitelement und dem Wärmeisolationselement ist insbesondere bei einem als Pflanzenölkocher ausgebildeten Gerät begünstigend, damit die Temperatur des Flammenleitelements und damit die Temperatur des Brennraums im Brenner nicht zu hoch wird. Dadurch kann auch eine starke Erhitzung des Brennraums und somit auch eines Verdampfers des Brenners verhindert werden und damit die Ablagerung von Verbrennungsrückständen innerhalb des Verdampfers, welche beim Vergasungsvorgang eines als Pflanzenöl vorgesehenen primären Brennstoffs auftreten kann, verhindert werden.
Ist das Kochgerät zur Verbrennung anderweitiger Brennstoffe ausgebildet, so kann der horizontale Abstand zwischen dem Flammenleitelement und dem Wärmeisolationselement auch anderweitig dimensioniert sein.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass zwischen dem Flammenleitelement und dem Wärmeisolationselement ein Wärmedämmmaterial eingebracht ist, wodurch der Wärmeverlust in die Umgebung sehr stark verringert werden kann und somit der Wirkungsgrad des Brenners weiter gesteigert wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Freiraum zwischen dem Flammenleitelement und dem Wärmeisolationselement teilweise oder vollständig mit dem Wärmedämmmaterial gefüllt ist.
Vorzugsweise hat das Wärmeisolationselement ein größeres Innenmaß, insbesondere einen größeren Innendurchmesser, als ein unter dem Brenner angeordneter Behälter zur Aufnahme eines Vorheizbrennstoffs bzw. eines sekundären Brennstoffs. Das Wärmeisola- tionselement ist bevorzugt oberhalb des Behälters angeordnet. Der untere Rand des Wärmeisolationselements endet in vertikaler Richtung betrachtet somit oberhalb des Behälters für diesen Vorheizbrennstoff. Insbesondere ist dieser untere Rand des Wärmeisolationselements beabstandet zur Oberkante des Behälters für den Vorheizbrennstoff angeordnet.
Insbesondere ist durch das Flammenleitelement und das beabstandet dazu angeordnete Wärmeisolationselement ein nach oben hin orientierter Strömungskanal für einen Fluidstrom zum Kühlen des Flammenleitelements ausgebildet. Vorzugsweise ist der
Ausgang des Strömungskanals in Richtung eines oberhalb des Brenners positionierbaren Zubereitungsbehälters orientiert. Dadurch kann der in dem Strömungskanal erwärmte Fluidstrom auch zur zusätzlichen Erwärmung des Zubereitungsbehälters genutzt werden.
Vorzugsweise ist das Wärmeisolationselement als rohrartiger Hohlzylinder ausgebildet und aus einem relativ dünnwandigen Blech gefertigt. Dadurch kann ein gewichtsminimiertes Bauteil bereitgestellt werden.
Besonders bevorzugt erweist sich eine Ausführung, in der das Wärmeisolationselement in Richtung der Längsachse betrachtet mit einem variablen Durchmesser ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Wärmeisolationselement einen in Längsrichtung betrachtet konusförmigen Verlauf seiner Innenwand aufweist. Besonders bevorzugt erweist es sich dabei, wenn die Konusform so orientiert ist, dass sich das Wärmeisolationselement nach oben hin und somit in Richtung eines Zubereitungsbehälters aufweitet. Vorzugsweise ist über die Längsachse betrachtet eine stetige Aufweitung vorgesehen. Durch diese geometrische Formgebung mit variablem Innendurchmesser des Wärmeisolationselements kann die vom Flammenleitelement des Brenners ausgehende Wärmestrahlung an der Innenseite des Wärmeisolationselements nach oben zum Zubereitungsbehälter reflektiert werden und dadurch der Wirkungsgrad nochmals erhöht werden. Des Weiteren kann dadurch auch jegliche Reflexion zur Unterlage des Kochgeräts vermieden werden, so dass beispielsweise auch ein Tisch, auf dem das Kochgerät aufgestellt ist, ohne nennenswerte Wärmebeaufschlagung bleibt.
Bevorzugt weist das Wärmeisolationselement einen minimalen Innendurchmesser auf, welcher vorzugsweise etwa 10 mm größer ist, als der Außendurchmesser des Flammen- leitelements. Der minimale Innendurchmesser ist bevorzugt am unteren Ende des Wärmeisolationselements ausgebildet. Der maximale Innendurchmesser des Wärmeisolationselements ist vorzugsweise 80% größer, insbesondere doppelt so groß, wie der minimale Innendurchmesser des Wärmeisolationselements. Dies ist bei einem sich über die Länge aufweitenden oder sich verjüngenden Wärmeisolationselement bevorzugt vorge- sehen.
Zwar kann auch eine nach unten hin aufgeweitete Formgebung des Wärmeisolationselements vorgesehen sein, welche jedoch dann die Radiationswärme vom Flammenleitele-
ment des Brenners zur Unterlage des Brenners hin reflektiert. Daher ist die nach oben hin aufgeweitete geometrische Formgebung vorzuziehen.
Das Wärmeisolationselement ist bevorzugt an einem äußeren Gestell des Kochgeräts angeordnet. Vorzugsweise ist an dem Gestell auch ein Aufsatz angeordnet, auf dem ein Zubereitungsbehälter für Speisen aufsetzbar ist.
Das Kochgerät ist vorzugsweise zur Verbrennung von Ölen als primäre Brennstoffe vorgesehen. Insbesondere pflanzliche Öle oder Pflanzenölester sind als primäre Brennstoffe vorgesehen. Unter primären Brennstoffen werden diejenigen verstanden, bei deren Verbrennung Wärme erzeugt wird, welche ausschließlich zur Erwärmung von Speisen in einem Zubereitungsbehälter genutzt wird. Im Vergleich dazu werden die sekundären Brennstoffe zur Vorheizung dieses primären Brennstoffs verwendet.
Neben den genannten flüssigen primären Brennstoffen können jedoch auch Petroleum, Dieselöl oder Benzin als beispielhafte flüssige Brennstoffe genannt werden.
Auch Flüssiggas kann verwendet werden. Darüber hinaus können zusätzlich oder anstatt dazu auch gasförmige Brennstoffe als primäre Brennstoffe eingesetzt werden.
Durch die Verwendung des Wärmeisolationselements werden die Wärmeverluste des Brenners, insbesondere die durch Abstrahlung vom Flammenleitelement resultierenden Wärmeverluste verringert und der Wirkungsgrad des Brenners erhöht.
Insbesondere bei einem als Pflanzenölkocher ausgebildeten Kochgerät, welches ein ko- nisch nach oben sich aufweitendes Wärmeisolationselement aufweist, kann eine Wirkungsgraderhöhung von über 10 % erreicht werden.
Zusätzlich zum Wärmeisolationselement kann eine Windschutzvorrichtung vorgesehen sein, welche außerhalb des Wärmeisolationselements angeordnet ist. Prinzipiell kann auch das Wärmeisolationselement als Windschutzvorrichtung ausgebildet sein, wodurch sich eine Multifunktionalität des einen Bauteils ergibt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Frontansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kochgeräts;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Kochgeräts gemäß Fig. 1 ; und
Fig. 3 eine Frontansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kochgeräts.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein als Pflanzenölkocher ausgebildetes Kochgerät 1 gezeigt, welches einen Brenner 2 umfasst.
Der Brenner 2 weist einen Verdampfer 3 auf, welcher einstückig ausgebildet ist und zwei gleiche, rohrförmige Abschnitte 31 und 32 aufweist. Die beiden Rohrabschnitte 31 und 32 sind in Form einer Doppelschleife angeordnet, deren offene untere Enden mit einem Zu- laufrohr 4 für den primären Brennstoff, im Ausführungsbeispiel Pflanzenöl, verbunden sind. Das Zulaufrohr 4 ist an einem nicht dargestellten druckdichten Behälter angeschlossen, in welchem das Pflanzenöl enthalten ist. Druckbeaufschlagt wird dieses Pflanzenöl von dem Behälter zum Brenner 2 gefördert. Durch diese Druckbeaufschlagung gelangt das Pflanzenöl über das Zulaufrohr 4 in den Verdampfer 3, wo das Pflanzenöl unter der Flammenwärme eines verbrennenden zweiten Brennstoffs vorgeheizt und verdampft wird. Der zweite Brennstoff befindet sich in einer Vorheizschale 8 und kann sowohl flüssiger Brennstoff, wie Alkohol oder dergleichen, oder auch fester Brennstoff, wie Holz, Papier oder sonstiges, sein. Der zweite Brennstoff ist somit im Wesentlichen lediglich für die Vorheizung des primären Brennstoffs, nämlich dem Pflanzenöl, vorgesehen. Für die Zuberei- tung von Speisen in einem nicht dargestellten Zubereitungsbehälter, welcher auf dem Kochgerät 1 abgestellt sein kann, ist lediglich die durch die Verbrennung des primären Brennstoffs Pflanzenöl erzeugte Wärme vorgesehen.
Nach der erfolgten Verdampfung des Pflanzenöls im Verdampfer 3 wird das Pflanzenöl im weiteren Verlauf in diesem Verdampfer 3 durch Einwirkung der Flamme des zweiten Brennstoffs überhitzt. In diesem Zustand tritt Pflanzenöldampf aus einer Düse 5 aus und vermischt sich mit der Umgebungsluft. Das Pflanzenöldampf-Luftgemisch trifft dann auf eine Pralleinrichtung 6, welche als Prallteller ausgebildet ist, wird dort abgelenkt, entzün- det sich innerhalb eines Flammenleitelements 7 und verbrennt in einer emissionsarmen Flamme, die den Verdampfer 3 erhitzt.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist die Pralleinrichtung 6 schalenförmig ausgebildet und weist eine gewölbte Unterseite 61 auf.
Das Flammenleitelement 7, welches als Flammenleitblech ausgebildet ist, weist im Ausführungsbeispiel eine Hohlzylinderform auf.
Das als Pflanzenölkocher ausgebildete Kochgerät 1 umfasst des Weiteren ein Wärmeiso- lationselement 9. Dieses ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als Isolationsblech ausgebildet und als dünnwandiges Rohr in Form eines Hohlzylinders konzipiert.
Das Flammenleitelement 7 ist rotationssymmetrisch zur Achse A ausgebildet und umgibt umfangsseitig den Brenner 2 vollständig. Wie aus der Darstellung in Fig. 1 zu erkennen ist, erstreckt sich das Flammenleitelement 7 über eine Höhe, welche kleiner ist als die Höhe der Rohrabschnitte 31 und 32 des Verdampfers 3. Insbesondere ist das Flammenleitelement 7 in vertikaler Richtung (y-Richtung) auf einem Niveau angeordnet, so dass die Pralleinrichtung 6 und der doppelschleifenförmige Teil der Rohrabschnitte 31 und 32 des Verdampfers 3 umfangsseitig umgeben sind.
Das Wärmeisolationselement 9 ist so angeordnet, dass es rotationssymmetrisch zur Achse A positioniert ist und dadurch auch koaxial mit dem Flammenleitelement 7 positioniert ist. Des Weiteren ist das Wärmeisolationselement 9 in seinen vertikalen Ausmaßen so dimensioniert, dass es sich sowohl nach oben hin als auch nach unten hin über die Aus- maße des Flammenleitelements 7 erstreckt. Nach unten hin ist ein Abstand b zwischen dem unteren Rand des Flammenleitelements 7 und dem unteren Rand des Wärmeisolationselements 9 ausgebildet. Nach oben hin ist ein Abstand c zwischen dem oberen Rand
des Flammenleitelements 7 und dem oberen Rand des Wärmeisolationselements 9 ausgebildet.
Darüber hinaus weist das Wärmeisolationselement 9 einen größeren Durchmesser als das Flammenleitelement 7 auf, so dass die Mantelflächen der Elemente 7 und 9 beabstandet zueinander angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand a zwischen der Außenseite des Flammenleitelements 7 und der Innenseite des Wärmeisolationselements 9 zwischen 0,5 cm und 1 ,5 cm. Darüber hinaus ist das Wärmeisolationselement 9 im Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass es beabstandet zur und oberhalb der Vorheizschale 8 in einem Abstand e angeordnet ist.
Das Wärmeisolationselement 9 kann beispielsweise an dem Flammenleitelement 7 mit Verbindungsstegen oder sonstigen Halteelementen befestigt sein. Auch eine anderweitige Befestigung an anderen Komponenten, beispielsweise einem Außengestell, des Kochgeräts 1 kann zusätzlich oder anstatt dazu vorgesehen sein.
Zusätzlich zu dem Flammenleitelement 7 und dem Wärmeisolationselement 9 kann das Kochgerät 1 auch eine nicht dargestellte Windschutzvorrichtung aufweisen. Diese kann teilumlaufend ausgebildet sein und beispielsweise ein Blechteil sein. Insbesondere ist diese Windschutzvorrichtung mit einem größeren Abstand zur Achse A ausgebildet, als das Wärmeisolationselement 9. Die Windschutzvorrichtung ist außerhalb des Kochgeräts 1 angeordnet, wohingegen das Wärmeisolationselement 9 innerhalb angeordnet ist.
Das vollständig umlaufende und das Flammenleitelement 7 umfangsseitig umgebende Wärmeisolationselement 9 weist über seine gesamte Höhe (y-Richtung) den gleichen Innendurchmesser auf.
In Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 gezeigt.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kochgeräts 1 in einer Frontansicht gezeigt, welches als Pflanzenölkocher ausgebildet ist.
Im Unterschied zur Ausführung gemäß Fig. 1 und 2 ist hier das Wärmeisolationselement 9' konusförmig ausgeformt. Insbesondere ist die konusförmige Aufweitung nach oben hin ausgebildet. Das der Vorheizschale 8 zugewandte untere Ende des Wärmeisolationselements 9' weist einen kleineren Durchmesser d2 auf, als das dieser Vorheizschale 8 abgewandte obere Ende des Wärmeisolationselements 9', welches einen Innendurchmesser d1 aufweist. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Innendurchmesser d2 etwa 10 mm mehr als der Außendurchmesser des Flammenleitelements 7. Der Innendurchmesser d1 ist im Ausführungsbeispiel mindestens 80% größer als der Innendurchmesser d2.
Auch hier ist das Wärmeisolationselement 9' rotationssymmetrisch zur Achse A ausgebil- det. Insbesondere ist die konusförmige Aufweitung in Richtung der Achse A betrachtet durch eine stetige Durchmesservergrößerung konzipiert. Der Abstand e zwischen der Unterkante des Wärmeisolationselements 9' und der Oberkante der Vorheizschale 8 ist bei dieser Ausführung kleiner als bei der Ausführung gemäß Fig. 1 und 2.