EP2661585B1

EP2661585B1 - Brenneranordnung für ein mobiles beheizbares gerät, insbesondere für ein mobiles gargerät

Info

Publication number: EP2661585B1
Application number: EP11710731.8A
Authority: EP
Inventors: Michael Moser; Michael Mueller; Erwin Merz; Patrick Kocher
Original assignee: Kaercher Futuretech GmbH
Current assignee: Kaercher Futuretech GmbH
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2031-03-21
Also published as: ES2641615T3; WO2012126508A1; EP2661585A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brenneranordnung für ein mobiles beheizbares Gerät, insbesondere für ein mobiles Gargerät, mit einem Brenner zum Erzeugen einer Flamme, mit einer Brennkammer, in die der Brenner mit der Flamme mündet, und mit einer Abgasleitung, die von der Brennkammer zu einem Abgasauslass führt, wobei die Abgasleitung eine definierte erste Leitungslänge besitzt, ferner mit einer Bypassleitung, die von dem Brenner zu dem Abgasauslass führt, wobei die Bypassleitung eine definierte zweite Leitungslänge aufweist, die kürzer ist als die erste Leitungslänge. Die Erfindung betrifft ferner ein Gargerät mit einer solchen Brenneranordnung.
Eine solche Brenneranordnung ist aus WO 2010/012493 bekannt.
EP 1 591 012 A1 beschreibt einen Backofen für eine mobile Feldküche mit einem Brenner als Heizquelle zum Aufheizen des Backraums. Flammenführende Teile des Brenners sind im Innenraum einer von dem Backraum räumlich getrennten Brennkammer angeordnet. Der Brenner und die Brennkammer sitzen unterhalb des Backraums, so dass aufsteigende Wärme der Brennkammer den Backraum beheizt. Die Brennkammer selbst besitzt ein quaderförmiges Gehäuse mit einer Oberseite, an der insgesamt sechs Auslassöffnungen angeordnet sind. Jede Auslassöffnung ist mit einem Abgasrohr verbunden. Die insgesamt sechs Abgasrohre sind an der Rückseite des Garraums senkrecht nach oben geführt und wirken als Wärmetauscher, der den Garraum beheizt. Am oberen Ende des Backofens enden die sechs Abgasrohre in einem gemeinsamen Abgasauslass.
Die bekannte Brenneranordnung und das damit versehene Gargerät haben sich bei praktischen Einsätzen abseits der Zivilisation, insbesondere bei der Verpflegung von Soldaten bei militärischen Einsätzen, als robust und einsatztauglich erwiesen. Allerdings ist die Herstellung der bekannten Brenneranordnung recht aufwendig und teuer.
Die eingangs genannte WO 2010/012493 A2 offenbart ein Wärmetauschersystem für ein Gargerät, bei dem von einem Brenner zwei Abgasleitungen ausgehen. Die erste Abgasleitung bildet eine Schleife, die von der zweiten Abgasleitung überbrückt wird, so dass die zweite Abgasleitung eine Bypassleitung für die Schleife bildet. Sinn dieser Anordnung ist eine Selbstregelung der Strömungsgeschwindigkeit in der ersten Abgasleitung, um die Gefahr der Geräuschentstehung und der lokalen Überhitzung zu minimieren. Durch die Geschwindigkeitsregelung soll ein optimaler Wirkungsgrad des Wärmetauschersystems erreicht werden.
Das deutsche Gebrauchsmuster G 90 02 743 U1 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme durch flammlose Verbrennung eines Brennstoffes in einem Gasstrom. In einem Ausführungsbeispiel geht es um einen Abgaskatalysator bei einem Kraftfahrzeug. In einem anderen Ausführungsbeispiel geht es um ein mobiles Heizgerät, wie etwa ein Heizgebläse für Lagerhallen oder eine Zusatzheizung für Kraftfahrzeuge. Das Gebrauchsmuster beschreibt eine Abgasleitung, von der eine Schleife abzweigt. In der Schleife soll eine katalytische Verbrennung durch Einspeisen eines Brennstoffes hervorgerufen werden, um auf diese Weise Wärmeenergie für den Abgaskatalysator oder einen Wärmetauscher zu erzeugen. Da mit der Erwärmung des Gasstroms eine Erhöhung des Innendrucks verbunden ist, der durch Ausspeisung von Gas begegnet werden muss, erwähnt das Gebrauchsmuster selbsttätige Überdruck-Sicherheitsventile. Nähere Details dieser Ventile sind nicht offenbart.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brenneranordnung zur Beheizung eines mobilen beheizbaren Gerätes, insbesondere eines mobilen Gargerätes zum Garen von Speisen, anzugeben, die eine kostengünstige Herstellung der Brennanordnung selbst und somit des beheizten Gerätes ermöglicht. Darüber hinaus soll die neue Brenneranordnung in der Lage sein, ein für mobile Anwendungen konzipiertes Gerät möglichst effizient und mit der für mobile Einsätze erforderlichen Robustheit zu beheizen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Brenneranordnung der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Abgasleitung um einen Faktor von 10 oder mehr länger ist als die Bypassleitung, und mit einem Ventilverschluss, der die Bypassleitung im Regelfall verschließt, wobei der Ventilverschluss derart druckgesteuert ist, dass er die Bypassleitung bei einem definierten Überdruck in der Brennkammer automatisch öffnet, so dass sich die Bypassleitung beim Zünden des Brenners öffnet und die Abgasleitung überbrückt wird, während die Bypassleitung im Dauerbetrieb des Brenners geschlossen ist.
Die neue Brenneranordnung besitzt also zumindest zwei Leitungen, durch die Abgas von der Brennkammer zu einem Abgasauslass gelangen kann. Allerdings ist die Bypassleitung wesentlich kürzer als die eigentliche Abgasleitung. Die kurze Bypassleitung überbrückt die lange Abgasleitung, indem sie von einer Position in der Nähe des Brenners auf möglichst kurzem Weg zu dem Abgasauslass führt. Die eigentliche Abgasleitung ist wesentlich länger als die Bypassleitung, so dass das Abgas aus der Brennkammer über "Umwege" zu dem Abgasauslass geführt ist. Bypassleitung und Abgasleitung liegen hinsichtlich ihrer Eingänge und Ausgänge parallel, so dass die kurze Bypassleitung die lange Abgasleitung gewissermaßen kurzschließen kann. Dabei ist die Abgasleitung um einen Faktor von 10 oder mehr länger als die Bypassleitung.
Die neue Anordnung besitzt mehrere Vorteile. Zum einen kann die Abgasleitung aufgrund ihrer "Überlänge" sehr effizient als Wärmetauscher genutzt werden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Abgasleitung in mehreren Kurven und/oder Schleifen geführt ist, etwa mäanderförmig, wellen- und/oder wendelförmig, um eine große Leitungslänge der Abgasleitung in einer kompakten Bauform zu integrieren. Die große Leitungslänge bietet eine große Oberfläche, an der ein direkter Wärmeübergang von den heißen Abgasen des Brenners an die umgebende Luft oder ein anderes aufzuheizendes Medium erfolgen kann.
Allerdings kann eine lange Abgasleitung Probleme beim Zünden des Brenners verursachen, die so gravierend sein können, dass der Brenner unter ungünstigen Bedingungen, insbesondere bei einem Kaltstart bei eisigen Temperaturen, keinen stabilen Betrieb aufnehmen kann. Daher besitzt die neue Brenneranordnung zusätzlich zu der langen Abgasleitung eine kurze Bypassleitung. Der beim Zünden des Brenners auftretende Druckstoß kann über die kurze Bypassleitung schnell abgebaut werden, was ein zuverlässiges Starten des Brenners und einen stabilen Brennerbetrieb gerade in den ersten Momenten nach dem Zünden der Flamme ermöglicht.
Darüber hinaus lässt sich die neue Brenneranordnung relativ einfach und kostengünstig herstellen, insbesondere wenn ein langes Rohr in eine für die Abgasleitung vorteilhafte Form gebogen wird. In den bevorzugten Ausführungsbeispielen besitzt die Brenneranordnung genau eine Abgasleitung, die von genau einer Bypassleitung überbrückt wird. Die neue Brenneranordnung kann in diesem Fall mit wenigen Bauteilen sehr kostengünstig hergestellt werden. Unabhängig lässt sich die neue Brenneranordnung aufgrund der zwei funktionstechnisch parallelen, jedoch unterschiedlich langen Leitungen sehr einfach als selbsttragendes, in sich stabiles Heizmodul realisieren, das als Ganzes (in einem Stück) in ein Gargerät eingebaut werden kann. Daher ermöglicht die neue Brenneranordnung auch eine kostengünstige Herstellung des beheizten Gerätes.
Außerdem besitzt die Brenneranordnung einen Ventilverschluss, der die Bypassleitung im Regelfall verschließt.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Auswirkungen der Bypassleitung auf solche Szenarien zu begrenzen, in denen die Bypassleitung Vorteile gegenüber einer Brenneranordnung ohne Bypassleitung bietet. Insbesondere ermöglicht diese Ausgestaltung, die Bypassleitung zum Zünden des Brenners zu öffnen, um den dabei entstehenden Druckstoß schnell abzuführen, während die Bypassleitung im Dauerbetrieb des Brenners geschlossen ist, so dass die Abgase des Brenners vollständig durch die lange Abgasleitung geführt werden. Damit bietet diese Ausgestaltung eine noch höhere Effizienz beim Aufheizen eines Mediums in dem beheizbaren Gerät.
Schließlich ist der Ventilverschluss derart druckgesteuert, dass er die Bypassleitung bei einem definierten Überdruck in der Brennkammer automatisch öffnet.
Der definierte Überdruck in der Brennkammer, bei dem sich der Ventilverschluss automatisch öffnen soll, ist jeder Brennkammerdruck, der den Normaldruck in der Brennkammer vor dem Zünden des Brenners und/oder den Normaldruck innerhalb der Brennkammer im stationären Betrieb des Brenners übersteigt. Bevorzugt ist der Öffnungsdruck des Ventilverschlusses größer oder zumindest gleich dem Umgebungsdruck außerhalb der Abgasleitung. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sehr kostengünstige Realisierung und einen besonders stabilen Betrieb unter wechselnden Einsatzbedingungen.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die Bypassleitung ein Ende mit einer umlaufenden Kante, wobei der Ventilverschluss im Regelfall auf der umlaufenden Kante aufliegt. Vorzugsweise liegt der Ventilverschluss direkt auf der umlaufenden Kante auf. Des weiteren ist es bevorzugt, wenn der Ventilverschluss eine Ventilklappe ist.
In dieser Ausgestaltung stößt der Ventilverschluss an eine relativ scharfe Kante, wenn das Ventil geschlossen ist. Im geöffneten Zustand ist der Ventilverschluss von der umlaufenden Kante entfernt. Beim Schließen des Ventils, das vorteilhaft durch eine Druck- oder Zugfeder und besonders vorteilhaft durch die Schwerkraft erfolgen kann, schlägt der Ventilverschluss an die scharfe Kante an. Die Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass Russbildung an dem Ventilverschluss durch den Schließvorgang abgeklopft wird. Dementsprechend ermöglicht diese Ausgestaltung auf kostengünstige Weise einen selbstreinigenden Ventilverschluss.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzen die Bypassleitung und die Abgasleitung jeweils einen Öffnungsquerschnitt, wobei die Öffnungsquerschnitte in etwa gleich groß sind.
Alternativ hierzu ist es in anderen Ausgestaltungen denkbar, dass die Bypassleitung einen wesentlich kleineren oder wesentlich größeren Öffnungsquerschnitt besitzt als die Abgasleitung. Die bevorzugte Ausgestaltung ermöglicht demgegenüber eine sehr stabile und kostengünstige Realisierung der neuen Brennanordnung, wobei die Bypassleitung einerseits groß genug ist, um einen insbesondere beim Zünden des Brenners auftretenden Druckstoß schnell abzuführen. Andererseits trägt diese Ausgestaltung dazu bei, die heißen Abgase des Brenners im stationären Betrieb möglichst vollständig durch die lange Abgasleitung zu führen, um eine effiziente Aufheizung innerhalb des beheizbaren Gerätes zu erzielen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Brennkammer ein weitgehend zylindrisches Rohr mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei der Brenner an dem ersten Ende in das Rohr hineinragt, und wobei die Abgasleitung am zweiten Ende beginnt. In bevorzugten Ausführungsbeispielen verjüngt sich die Brennkammer am zweiten Ende zu der Abgasleitung. Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Abgasleitung zumindest zwei zueinander gegenläufige Leitungsabschnitte besitzt, in denen das heiße Abgas des Brenners in zueinander gegenläufiger Richtung geführt ist.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sehr kostengünstige Realisierung sowie eine sehr kompakte Bauform. Ein sich zu der Abgasleitung verjüngendes zweites Ende trägt ferner zu einem geringen Verschleiß der Brennkammer durch Verzunderung bei.
In einer weiteren Ausgestaltung bildet die Abgasleitung zumindest eine Schleife, insbesondere eine Wendel, die ein erstes offenes Auge umschlingt.
Das "offene Auge" ist ein freier Bereich, den die Abgasleitung ein- oder mehrfach umschlingt. In den bevorzugten Ausführungsbeispielen bildet die Abgasleitung eine Wendel mit mehreren Windungen, die das offene Auge mehrfach umschlingen. Die Ausgestaltung ermöglicht eine sehr vorteilhafte Montage eines Gebläses innerhalb des offenen Auges, so dass ein von der Abgasleitung aufgeheiztes Medium, insbesondere Luft, unmittelbar in der Nähe der Abgasleitung umgewälzt werden kann. Dies führt zu einer sehr effizienten Aufheizung, wie sie insbesondere bei einem Backofen, einem Dampfgargerät oder einem kombinierten Dampf- und Backgerät (Kombinationsgerät) von Vorteil ist.
In einer weiteren Ausgestaltung bildet die Abgasleitung eine zweite Schleife, die ein zweites offenes Auge umschlingt.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine noch effizientere Aufheizung einer großen umgewälzten Luftmenge oder eines anderen Mediums in Verbindung mit einer sehr kompakten Bauform der neuen Brenneranordnung.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die zumindest eine Schleife (vorzugsweise Wendel) direkt neben der Brennkammer angeordnet. In den bevorzugten Ausführungsbeispielen ist eine zweite Schleife/Wendel leicht versetzt neben der ersten Schleife und neben der Brennkammer angeordnet.
Diese Ausgestaltungen ermöglichen eine besonders stabile und kompakte Bauform der neuen Brenneranordnung mit einer großen Oberfläche für einen effizienten Wärmeübergang und der Möglichkeit, ein oder mehr Gebläse direkt "innerhalb" der Brenneranordnung zu positionieren.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Bypassleitung ein weitgehend gerades Rohrstück. In einigen Ausführungsbeispielen kann das vom Brenner entfernt liegende Ende der Bypassleitung jedoch gebogen sein, um insbesondere eine horizontale Auflage für den Ventilverschluss zu bilden. In diesen Ausführungsbeispielen besitzt das gebogene Ende jedoch eine Leitungslänge, die klein ist im Vergleich zu der Gesamtlänge der Bypassleitung, insbesondere kleiner als 10%, so dass auch diese Ausführungsbeispiele unter die vorliegende Ausgestaltung fallen.
In dieser Ausgestaltung ist die Bypassleitung gerade so lang, dass sie die Abgasleitung wirkungsvoll überbrücken kann. Infolgedessen trägt diese Ausgestaltung dazu bei, einen Druckstoß beim Zünden des Brenners wirkungsvoll abzuführen, während der Wirkungsgrad der Brenneranordnung durch die Bypassleitung allenfalls in geringem Maße beeinträchtigt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die Brenneranordnung einen Sammelbehälter mit einer ersten Rohröffnung, einer zweiten Rohröffnung und einer dritten Rohröffnung, wobei die Bypassleitung in die erste Rohröffnung mündet, wobei die Abgasleitung in die zweite Rohröffnung mündet, und wobei die dritte Rohröffnung zum Abgasauslass führt. Vorzugsweise ist der oben genannte Ventilverschluss innerhalb des Sammelbehälters angeordnet. In einem Ausführungsbeispiel ist der Sammelbehälter ein weitgehend quaderförmiger Kasten mit einer ersten Außenseite, in der die erste und zweite Rohröffnung nebeneinander angeordnet sind, und mit einer zweiten Außenseite, in der die dritte Rohröffnung angeordnet ist.
Diese Ausgestaltungen ermöglichen eine sehr einfache, kostengünstige und wirkungsvolle Zusammenführung der Abgasleitung und der Bypassleitung im Bereich des (gemeinsamen) Abgasauslasses. Der Sammelbehälter macht es insbesondere möglich, den Ventilverschluss kostengünstig und vor mechanischen Beschädigungen geschützt in der neuen Brenneranordnung zu integrieren.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung der neuen Brenneranordnung in einem Gargerät zum Garen von Speisen, insbesondere in einem Backofen, Dampfgargerät und/oder Kombinationsgerät mit Dampfgar- und Backfunktion. Vorzugsweise besitzt ein solches Gargerät ein Gebläse, das von der Abgasleitung umschlungen ist. Prinzipiell kann die neue Brenneranordnung jedoch auch in anderen beheizbaren Geräten eingesetzt sein, etwa in Geräten zur Aufheizung von Wasser oder in Luftheizgeräten zum Aufheizen von Zelten, mobilen Containern und anderen Aufenthaltsräumen für Personen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Gargerät, in dem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der neuen Brenneranordnung zur Anwendung kommt, in einer Ansicht von schräg vorne,
Fig. 2: das Gargerät aus Fig. 1 in einer geschnittenen Darstellung,
Fig. 3: ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der neuen Brenneranordnung,
Fig. 4: die Brenneranordnung aus Fig. 3 in einer teilweise geschnittenen Detaildarstellung, und
Fig. 5: ein weiteres Detail der Brenneranordnung aus Fig. 3 und 4 in einer vergrößerten, geschnittenen Darstellung.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines bevorzugten Gargerätes mit der neuen Brenneranordnung in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das Gargerät 10 ist hier ein Kombinationsgerät, das sowohl als Backofen wie auch als Dampfgarer einschließlich eines kombinierten Betriebs verwendet werden kann. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Gargerät 10 für mobile Einsätze ausgebildet, insbesondere für eine Verwendung in einer mobilen Feldküche für militärische und/oder humanitäre Einsätze abseits der Zivilisation. Das Gerät benötigt einen einfachen Stromanschluss, etwa einen 220V oder 110V-Anschluss, zur elektrischen Versorgung der geräteinternen Steuereinrichtung und der elektrischen Aggregate, wie Gebläse, Wasserpumpe, Anzeige- und Bedienfeld etc. Die Heizleistung des Gerätes wird jedoch mit Hilfe eines Brenners erzeugt, der in der nachfolgend beschriebenen Weise in das Gerät 10 integriert ist.
Das Gargerät 10 besitzt ein Gerätegehäuse 13, in dem ein Garraum 12 zur Aufnahme von handelsüblichen Garschalen 14, Backblechen oder Gitterrosten ausgebildet ist. Der Garraum 12 besitzt eine Vorderseite, die mit einer Tür 16 verschlossen werden kann, und eine Rückseite. An der Rückseite des Garraums 12 ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Brenneranordnung 18 hinter einer hier nicht dargestellten Trennwand angeordnet.
Wie man in Fig. 3 erkennen kann, besitzt die neue Brenneranordnung 18 einen Brenner 20, der hier am oberen Ende 21 einer Brennkammer 22 angeordnet ist, und eine Abgasleitung 24, in die das untere Ende 25 der Brennkammer 22 übergeht. Die Abgasleitung 24 bildet zwei Wendeln 26, 28, die jeweils mit mehreren Windungen ein offenes "Auge" 30 umschlingen. Im Gargerät 10 ist in den Augen 30 der beiden Wendeln 26, 28 jeweils ein Gebläse 32, 34 angeordnet, das die mit Hilfe der Abgasleitung 24 aufgeheizte Luft in dem Garraum 12 umwälzt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel saugen Gebläse 32, 34 die Luft aus dem Garraum 12 an und leiten sie über die Wendeln 26, 28 der im Betrieb heißen Abgasleitung 24 radial nach außen. Von dort gelangt die aufgeheizte Luft über Öffnungen in den Seitenwänden und an der Oberseite des Garraums 12 erneut in den Garraum.
In dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Brenner 20 ein Vielstoffbrenner, der eine vertikal nach unten gerichtete Flamme (hier nicht dargestellt) erzeugt. Der Brenner 20 kann in den bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Diesel, Petroleum und/oder mit Kerosin betrieben werden. Prinzipiell könnte der Brenner 20 aber auch ein Gasbrenner oder ein anderer Brenner sein.
Des Weiteren sei der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen, dass sich Angaben wie "oben" oder "unten" auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel und insbesondere auf die normale Betriebsposition des Gargerätes 10 beziehen. In anderen Ausführungsbeispielen und/oder Anwendungsfällen kann die Brenneranordnung 18 auch so verwendet sein, dass der Brenner 20 und/oder die Brennkammer 22 eine andere Einbaulage haben, in der die beiden Enden 21, 25 beispielsweise auf gleicher Höhe liegen oder in der das zweite Ende 25 der Brennkammer höher liegt als das erste Ende 21.
Die Brennkammer 22 ist hier ein metallisches Zylinderrohr, das weitgehend senkrecht an der Rückseite des Garraums 12 angeordnet ist. In einigen Ausführungsbeispielen besteht das Zylinderrohr aus eine V4A-Stahl. Der Brenner 20 und die Brennkammer 22 sind in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel am oberen Ende des Garraums 12, d.h. im Bereich der Oberseite des Garraums 12 angeordnet. Die Brennkammer 22 verjüngt sich an ihrem unteren Ende 25 und mündet in eine Abgasleitung 24, die bis zu einem Punkt 36 am unteren Ende des Garraums 12 geführt ist. Vom Punkt 36 steigt die Abgasleitung 24 wieder nach oben, wobei sie die Wendeln 26, 28 bildet. Die Augen der beiden Wendeln 26, 28 liegen hier weitgehend parallel zueinander, so dass die beiden Gebläse 32, 34 mit ihren jeweiligen Drehachsen parallel zueinander in dem Gargerät 10 angeordnet werden können.
Mit der Bezugsziffer 38 (Fig. 3) ist eine Bypassleitung bezeichnet, die vom oberen Ende 21 der Brennkammer 22 zu einem Sammelkasten 40 verläuft, der am freien Ende der Abgasleitung 24 angeordnet ist. Vom Sammelkasten 40 geht eine weitere Rohrleitung 42 aus, die einen Abgasauslass bildet. Die Bypassleitung 38 ist ein weitgehend gerades Rohr, das im Verhältnis zu der Abgasleitung 26 sehr kurz ist und die Abgasleitung parallel überbrückt. Somit ist die Bypassleitung in der Lage, die Abgasleitung 24 "kurzzuschließen".
Wie man in der teilweise geschnittenen Darstellung in Fig. 4 erkennen kann, ist die Bypassleitung 38 ein Rohrstück, das lediglich am Ende 44 im Bereich des Sammelkastens 40 gebogen ist, um vertikal von unten in den Sammelkasten 40 zu münden. Die Leitungslänge L_B der Bypassleitung 38 ist sehr kurz im Vergleich zu der gesamten Leitungslänge L_A der Abgasleitung 24. Dabei wurde die Leitungslänge L_B der Bypassleitung 38 hier als maximale Länge "über alles" zwischen den beiden Enden 44, 46 gemessen. Die Leitungslänge der Abgasleitung 24 wurde vom unteren Ende 25 der Brennkammer 22 bis zum Einmünden der Abgasleitung 24 in den Sammelkasten 40 gemessen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bypassleitung 38 über mehr als 80 % ihrer Länge L_B ein gerades Rohrstück, und die Abgasleitung 24 ist mehr als zehnmal so lang wie die Bypassleitung 38.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, besitzt die Bypassleitung 38 an ihrem hinteren Ende 44 eine umlaufende Kante 48, die in dem Sammelkasten 40 mündet und über den Boden 49 des Sammelkastens 40 etwas hinaus steht. Mit der Bezugsziffer 50 ist ein Ventildeckel bezeichnet, der plan auf der umlaufenden Kante 48 der Bypassleitung 38 aufliegt und so die Bypassleitung 38 am Ende 44 verschließt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem die Brenneranordnung 18 mit einer vertikalen Ausrichtung des Brenners 20 und der Brennkammer 22 in dem Gargerät 10 eingebaut ist, liegt der Ventildeckel 50 horizontal auf der umlaufenden Kante 48 der Bypassleitung 38 auf. Infolgedessen wird der Ventildeckel 50 bereits durch die Schwerkraft in der geschlossenen Stellung gehalten, d.h. die geschlossene Stellung des Ventildeckels 50 ist der Regelfall im Betrieb der Brenneranordnung 18. Lediglich wenn beim Zünden des Brenners 20 ein Druckstoß in der Brennkammer 22 entsteht, der den Umgebungsdruck übersteigt, öffnet sich der Ventildeckel 50 infolge des Überdrucks in der Bypassleitung 38. Der Überdruck kann folglich an der Abgasleitung 24 vorbei durch den Abgasauslass 42 entweichen. Nach Abklingen des Überdrucks fällt der Ventildeckel 50 aufgrund der Schwerkraft auf die Kante 48 der Bypassleitung 38 zurück. Dabei werden etwaige Verrußungen des Ventildeckels 50 aufgrund der mechanischen Schlagwirkung abgeklopft.
In anderen Ausführungsbeispielen kann anstelle eines Ventildeckels 50 ein anderer Ventilverschluss verwendet sein, etwa eine Ventilkugel, die das auslassseitige Ende der Bypassleitung 38 im Regelfall verschließt. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Ventilverschluss mit Hilfe einer Feder in der bevorzugten Schließstellung vorgespannt sein.
Wie man in der Darstellung in Fig. 5 ferner erkennen kann, besitzen die Bypassleitung 38 und die Abgasleitung 24 jeweils einen Öffnungsquerschnitt d₁ bzw. d₂, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in etwa gleich groß sind. Auch der Abgasauslass 42 besitzt einen Öffnungsquerschnitt, der etwa dem Öffnungsquerschnitt d₁, d₂ der Bypassleitung 38 und der Abgasleitung 24 entspricht.
Des Weiteren kann man in der Darstellung in Fig. 5 erkennen, dass der Sammelkasten 40 ein weitgehend quaderförmiger Kasten mit einer Bodenseite 49 ist, in der eine erste Rohröffnung 52 und eine zweite Rohröffnung 54 nebeneinander ausgebildet sind. Die Bypassleitung 38 mündet in der ersten Rohröffnung 52, wobei die umlaufende Kante 48 in der schon erwähnten Weise über den Boden des Sammelkastens 40 hinausragt. Die Abgasleitung 24 mündet in der zweiten Rohröffnung 54, und sie endet in diesem Ausführungsbeispiel in etwa plan auf Höhe des Bodens 49. Eine dritte Rohröffnung 56 ist in einer Seitenwand 58 des Sammelkastens 40 ausgebildet. Die Seitenwand 58 verläuft weitgehend orthogonal zu dem Boden 49. In der Seitenwand 58 mündet der Abgasauslass 42.
Die Brenneranordnung 18 lässt sich insgesamt sehr einfach und kostengünstig herstellen, indem ein langes Rohr in der in Fig. 3 dargestellten Weise gebogen wird, um unter anderem die beiden Wendeln 26, 28 zu formen. Ein erstes Ende der so gebogenen Abgasleitung 24 wird mit dem vom Brenner 20 entfernt liegenden (unteren) Ende der Brennkammer 22 verschweißt. Das zweite freie Ende der Abgasleitung 24 wird in der Rohröffnung 54 des Sammelkastens 40 verschweißt. Des Weiteren wird die Bypassleitung 38 mit dem gebogenen Endstück 44 zwischen der Brennkammer 22 und dem Sammelkasten 40 befestigt. Nach Einsetzen des Brenners 20 in die Brennkammer 22 und Befestigen des Rohrstücks 42 an der Rohröffnung 56 kann die Brenneranordnung 18 als kompaktes, sich selbst tragendes Heizmodul in dem Gargerät 10 verbaut werden.

Claims

Brenneranordnung für ein mobiles beheizbares Gerät, insbesondere für ein mobiles Gargerät (10), mit einem Brenner (20) zum Erzeugen einer Flamme, mit einer Brennkammer (22), in die der Brenner (20) mit der Flamme mündet, und mit einer Abgasleitung (24), die von der Brennkammer (22) zu einem Abgasauslass (42) führt, wobei die Abgasleitung (24) eine definierte erste Leitungslänge (L_A) besitzt, ferner mit einer Bypassleitung (38), die von dem Brenner (20) zu dem Abgasauslass (42) führt, wobei die Bypassleitung (38) eine definierte zweite Leitungslänge (L_B) aufweist, die kürzer ist als die erste Leitungslänge (L_A), dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (24) um einen Faktor von 10 oder mehr länger ist als die Bypassleitung (38), und gekennzeichnet durch einen Ventilverschluss (50), der die Bypassleitung (38) im Regelfall verschließt, wobei der Ventilverschluss (50) derart druckgesteuert ist, dass er die Bypassleitung (38) bei einem definierten Überdruck in der Brennkammer (22) automatisch öffnet, so dass sich die Bypassleitung (38) beim Zünden des Brenners (20) öffnet und die Abgasleitung (24) überbrückt wird, während die Bypassleitung (38) im Dauerbetrieb des Brenners (20) geschlossen ist.
Brenneranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (38) ein Ende mit einer umlaufenden Kante (48) besitzt, wobei der Ventilverschluss (50) im Regelfall auf der umlaufenden Kante (48) aufliegt.
Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (38) und die Abgasleitung (24) jeweils einen Öffnungsquerschnitt (d₁, d₂) besitzen, wobei die Öffnungsquerschnitte (d₁, d₂) in etwa gleich groß sind.
Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (22) ein weitgehend zylindrisches Rohr mit einem ersten Ende (21) und einem zweiten Ende (25) ist, wobei der Brenner (22) an dem ersten Ende (21) in das Rohr hinreinragt, und wobei die Abgasleitung (24) am zweiten Ende (25) der Brennkammer (22) beginnt.
Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (24) zumindest eine Schleife (26) bildet, die ein erstes offenes Auge (30) umschlingt.
Brenneranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung eine zweite Schleife (28) bildet, die ein zweites offenes Auge (30) umschlingt.
Brenneranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schleife (26) neben der Brennkammer (22) angeordnet ist.
Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (38) ein weitgehend gerades Rohrstück ist.
Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Sammelbehälter (40) mit einer ersten Rohröffnung (52), einer zweiten Rohröffnung (54) und einer dritten Rohröffnung (56), wobei die Bypassleitung (38) in die erste Rohröffnung (52) mündet, wobei die Abgasleitung (24) in die zweite Rohröffnung (54) mündet, und wobei die dritte Rohröffnung (56) zum Abgasauslass (42) führt.
Gargerät zum Garen von Speisen, insbesondere für eine mobile Feldküche, mit einem Gerätegehäuse (13), in dem ein Garraum (12) zur Aufnahme von Speisen angeordnet ist, mit einer Brenneranordnung (18) zum Erzeugen von Heißluft, mit einem Gebläse (32, 34) zum Umwälzen der Heißluft durch den Garraum, und mit einer elektrischen Steuereinrichtung, die zumindest die Brenneranordnung (18) und das Gebläse (32, 34) in Abhängigkeit von einem in der Steuereinrichtung gespeicherten Garprogramm steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneranordnung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
Gargerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (32, 34) von der Abgasleitung (24) umschlungen ist.