DE19949600A1 - Gasbeheiztes Hausgerät - Google Patents

Abstract

Gasbeheiztes Hausgerät mit einem elektrischen Glühflächenzünder (8) für taktenden Heizbetrieb.

Description

Die Erfindung betrifft ein gasbeheiztes Hausgerät in Form eines Koch- oder Back­ gerätes gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Demgemäß betrifft die Erfindung ein gasbeheiztes Hausgerät in Form eines Koch- oder Backgerätes, enthaltend mindestens einen Gasbrenner, Gaseinstellmittel zum getaktet unterbrochenen Zuführen von Gas zu dem Gasbrenner für geringe Heiz­ leistung und zum ununterbrochenen Zuführen von Gas zu dem Gasbrenner für mittlere und hohe Heizleistung, und mindestens einen elektrischen Zünder zum Zünden des Gases am Gasbrenner.

Gebräuchliche Koch- oder Backgeräte, beispielsweise Gasherde, Gaskochfelder, Gaskochmulden oder Gasbacköfen, weisen eine oder mehrere Gasbrenner auf, an welchen Gas mit Luftsauerstoff vermengt und verbrannt wird. Die Gaszufuhr zu dem Gasbrenner erfolgt über eine Gaszuleitung, die von einem Gasleitungsnetz, einem Gastank oder einer Gasflasche mit Gas versorgt wird. Bei einem Stadtgas- Leitungsnetz beträgt der Einspeisungsdruck ca. 8 mbar. Er unterliegt jedoch Schwankungen und kann bis auf 4 mbar sinken. Bei Verwendung von Camping­ gasflaschen beträgt der Gasspeisedruck für Koch- und Backgeräte ca. 50 mbar.

Die Gaszufuhr zum gasbeheizten Hausgerät erfolgt über eines oder mehrere Ven­ tile, die je nach gewünschter Heizleistung mehr oder weniger weit geöffnet oder geschlossen werden. Schwierigkeiten bereitet die Einstellung von kleinsten Heizlei­ stungen, weil dann die Gefahr besteht, daß die Gasflamme erlischt, insbesondere bei schwankendem Gasversorgungsdruck. Dieses Problem ergibt sich sowohl bei manueller als auch bei gesteuerter oder geregelter automatischer Gaseinstellung.

Zur Lösung dieses Problems wird in dem DE-Gebrauchsmuster G 94 07 567.0 ein gasbeheiztes Hausgerät mit Gaseinstellmitteln zum getaktet unterbrochenen Zu­ führen von Gas zu dem Gasbrenner für geringe Heizleistung und zum ununterbro­ chenen Zuführen von Gas zu dem Gasbrenner für mittlere und hohe Heizleistung vorgeschlagen. Ein elektrischer Zünder erhält von einer Hochspannungsquelle Hochspannung zum Zünden des Gases am Gasbrenner, wann immer der Gas­ brenner neu gezündet wird. Dies ist bei getaktetem Brennerbetrieb sehr häufig und hat den Nachteil, daß solche "Funkenzünder" störende Zündgeräusche erzeugen und besondere Maßnahmen vorgesehen sein müssen zum Schutz gegen Funken­ überschläge beispielsweise auf brennbare Speisen wie zum Beispiel Öl, und auch bezüglich Hochspannungsüberschlägen.

Andererseits sind im Stand der Technik auch sogenannte "Glühflächenzünder" zum Zünden des Gases von Gasbrennern bekannt. Sie erzeugen keinen Zünd­ funken, sondern eine Glühfläche, die durch hindurchfließenden elektrischen Strom zum Glühen gebracht werden kann, um das Gas des Gasbrenners zu zünden. Hierbei entstehen weder Zündgeräusche noch ist eine kritische elektrische Hoch­ spannung erforderlich.

Die Erfindung ist auch für manuell bedienbare gasbeheizte Hausgeräte verwend­ bar, bezieht sich jedoch insbesondere auf eine elektronische Steuerung von Gas­ kochstellen und Gasbacköfen, insbesondere auf die Leistungseinstellung.

Ziel der Erfindung ist hierbei insbesondere die Erweiterung des Leistungseinstell­ bereiches zu kleineren Leistungen hin. Hierbei ermöglicht der Einsatz von "Glüh­ flächenzündem" ein geräuschloses, sicheres Zünden bei einer taktenden Betriebs­ weise, die eine geeignete Möglichkeit zur Erweiterung der "Kleinstellleistung" (Ein­ stellung auf niedrigste Gasleistungswerte) darstellt.

Die Kleinstellleistung ist üblicherweise durch den gerade noch sicheren bzw. stabi­ len Betrieb des Gasbrenners bestimmt. Es gibt jedoch etliche Fälle, in denen diese Gasheizleistung immer noch zu groß ist, z. B. für das Zubereiten von Soßen, emp­ findlichen Speisen, Weiterköcheln, Auftauen, Teig gehen lassen usw..

Daher ist gemäß der Erfindung vorgesehen, spätestens ab dem unteren Betriebs­ punkt des Gasbrenners (kleinsteinstellmögliche Dauerbetriebsflamme) auf eine tak­ tende Betriebsweise überzugehen, d. h. auf eine taktweise Gaszufuhr. Hierbei wird durch das Verhältnis von Betriebszeit zu Stillstandszeit die effektive Leistungsab­ gabe definiert, wie dies in dem Diagramm von Fig. 2 der hier beigefügten Zeich­ nungen an einem Beispiel gezeigt ist. Dies ist im Bereich der elektrisch betriebenen Koch- und Backgeräte ein bekanntes Verfahren (Energieregler). Aufgrund der ge­ ringen thermischen Trägheit, insbesondere beim Gaskochen, sind jedoch kürzere Zykluszeiten als bei elektrischen Anwendungen erforderlich. Dies bedingt ein ent­ sprechend häufiges erneutes Zünden des Gasbrenners. Beim Bestimmen der Taktzeiten sind die Sicherheitszeiten der Zündsicherung zu berücksichtigen. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der genannten DE-G 94 07 567.0 be­ kan nt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein gasbeheiztes Hausgerät in der Weise auszubilden, daß in einem taktenden Gaszuführbetrieb auch kleinste Gasheizleistungen einstellbar sind, ohne daß störende Zündgeräusche oder Si­ cherheitsprobleme durch Zündfunken oder hohe Zündspannungen entstehen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der elektrische Zün­ der ein elektrischer Glühflächenzünder ist. Solche sind auch als "Glühzünder" und als "Hot-Surface-Ignition" bekannt. Mit diesen Glühflächenzündern ist ein sicheres, geräuschloses Zünden möglich.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Glühflächenzündern besteht in ihrem stark temperaturabhängigen Widerstand. Sie können deshalb über eine elektrische Widerstandsmessung auch zur Flammenerkennung der Gasflammen in Kombina­ tion mit der elektronischen Steuereinrichtung verwendet werden. Durch geeignete Wahl der Schwellenwerte für die Schaltvorgänge lassen sich Störeffekte wie bei­ spielsweise Materialstreuungen und thermische Effekte (Aufheizen, Abkühlen) um­ gehen. Die Flammenerkennung ist eine zusätzliche Funktion, die vom Glühflächen­ zünder erfüllt werden kann. Stattdessen kann zur Flammenerkennung auch in be­ kannter Weise ein Thermoelement oder das Ionisationsstromprinzip verwendet werden. Die Verwendung von Thermoelementen ist jedoch wegen ihrer Zeitkon­ stante (Reaktionsverzögerungen) ungünstiger.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von be­ vorzugten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zei­ gen:

Fig. 1 schematisch einen Teil eines gasbeheizten Hausgerätes nach der Erfindung mit einem in Seitenansicht gezeigten Gasbrenner,

Fig. 2 ein Heizleistungs-Zeitdiagramm bzw. ein Gaszufuhrrate- Zeitdiagramm des gasbeheizten Hausgerätes von Fig. 1,

Fig. 3 schematisch eine aus dem DE-G 94 07 567.0 bekannte Gaszufuhrschaltung für das gasbeheizte Hausgerät von Fig. 1,

Fig. 4 eine aus der EP 0 818 655 A2 bekannte Gaszufuhrschaltung für das gasbeheizte Hausgerät nach Fig. 1,

Fig. 5 eine aus der EP 0 836 054 A1 bekannte Gaszufuhrschaltung für ein gasbeheiztes Hausgerät nach Anspruch 1.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Gasbrenner 2 in einer Gasmulde 4, einen Kochge­ fäßträger 6, einen elektrischen Glühflächenzünder 8, ein Zündsicherungselement 10, eine elektronische Steuereinrichtung 12 und ein manuelles Bedienelement 14, die beide zur Einstellung eines beispielsweise elektromagnetischen Proportional­ ventils 16 oder Gashahns dienen, durch welchen die Gaszufuhr zum Gasbrenner 2 einstellbar ist.

Das Zündsicherungselement 10 kann ein Thermoelement sein, ist jedoch vorzugs­ weise ein nach dem Ionisationsstromprinzip arbeitendes Element. Es bewirkt in be­ kannter Weise über die Steuereinrichtung 12 ein Schließen des Ventils 16, wenn es keine Gasflamme am Gasbrenner 2 detektiert.

Der elektrische Glühflächenzünder 8 enthält einen Glühkörper 18, beispielsweise einen Glühdraht, welcher zum Zünden des Gases des Gasbrenners 2 von der Steuereinrichtung 12 elektrischen Strom erhält und dadurch mit solcher Intensität glüht, daß das aus dem Gasbrenner 2 ausströmende Gas gezündet wird. Nach dem Zündvorgang wird die Stromzufuhr abgeschaltet. Der Zündvorgang findet nicht nur beim erstmaligen Einschalten des Gasbrenners 2 statt, sondern bei in­ termittierendem Betrieb bei jedem Zeittakt.

Für mittlere und große Heizleistungen des Gasbrenners 2 wird das Ventil 16 von der Steuereinrichtung 12 in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung mehr oder weniger weit oder ganz geöffnet. Bei einer gewünschten Heizleistung, die so niedrig ist, daß bei kontinuierlicher Gaszufuhr zum Gasbrenner 2 dessen Flammen erlöschen würden, wird das Ventil 16 von der Steuereinrichtung 12 in Abhängigkeit von der gewünschten Klein-Heizleistung intermittierend geöffnet und geschlossen. Bei jedem Öffnen wird das aus dem Gasbrenner 2 ausströmende Gas von dem Glühflächenzünder 8 gezündet. Die Öffnungsweite des Ventils 16 kann vorher ein­ gestellt oder durch ein vorbestimmtes Programm der Steuereinrichtung 12 einge­ stellt werden.

Die Steuereinrichtung 12 kann in Abhängigkeit von Einstellungen am manuellen Bedienelement 14 oder automatisch in Abhängigkeit von einem oder mehreren Programmen zur Zubereitung von Gargut (Speisen) arbeiten.

Der Glühflächenzünder 8 und das Zündsicherungselement 10 können getrennte Bauelemente oder eine einzige Baueinheit sein.

Das Diagramm von Fig. 2 zeigt auf der Horizontalachse die Zeit "t" und auf der Ver­ tikalachse die Gasheizleistung oder die dem Gasbrenner zugeführte Gasdurchfluß­ rate "P". Die effektive Gasheizleistung oder Gasdurchflußrate ist durch eine Kurve 20 dargestellt. Die sich bei taktweisem Betrieb bei jedem Takt ergebende Gasheiz­ leistung ist durch Leistungsfelder 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 je als Beispiel an­ gegeben.

Anstelle eines einzelnen Proportionalventils 16 oder Hahnes 16 von Fig. 1 können gemäß Fig. 3 ein Auf-Zu-Magnetventil 32 und ein von einem Stellmotor 34 bezüg­ lich seiner Strömungsdurchlaßöffnung einstellbares Stellventil 36 in einer Gaszu­ leitung zum Gasbrenner 2 in Reihe geschaltet sein und von der elektronischen Steuereinrichtung 12 angesteuert werden, wie dies aus der genannten DE-G 94 07 567.0 bekannt ist. im untersten Leistungsbereich ist das vom Motor 34 steuerbare Stellventil 36 auf eine vorbestimmte Ventilöffnungsgröße eingestellt und das Auf- Zu-Magnetventil 32 wird getaktet geöffnet und geschlossen. im mittleren und obe­ ren Gasheizleistungsbereich ist das Auf-Zu-Magnetventil 32 ständig geöffnet und die Gasströmungsrate zum Gasbrenner 2 wird von dem Motor 34 am Stellventil 36 eingestellt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind mehrere, beispielsweise drei von der Steuereinrichtung 12 von Fig. 1 einstellbare Stellventile oder Hähne 41, 42, 43 in einer Zufuhrleitung zum Gasbrenner 2 parallel geschaltet, um diesem jeweils durch eines oder mehrere dieser Ventile Gas zuzuführen, wie dies aus der EP 0 818 655 A2 bekannt ist. Im Strömungsweg der Ventile können auch Strömungsdrosseln 44, 45 bzw. 46 angeordnet sein.

Anstelle eines einzelnen Ventiles 16 von Fig. 1 können im Gaszufuhrweg zum Gas­ brenner 2 auch zwei von der Steuereinrichtung 12 steuerbare Ventile 51, 52 parallel geschaltet sein, wobei im Strömungsweg des einen Ventils 51 ein Gaspufferspeicher 53 und im Gasströmungsweg des anderen Ventils 52 eine Strömungsdrossel 54 angeordnet ist, wie dies aus der EP 0 836 054 A1 bekannt ist. Das eine Ventil 51 mit dem Gaspuffer­ speicher 53 in seinem Strömungsweg kann für kleinste Gasheizleistungen zeitgetaktet geöffnet und geschlossen werden, während das andere Ventil 52 geschlossen ist. Durch zusätzliches Öffnen des anderen Ventils 52 ergibt sich zusammen mit dem getaktet be­ triebenen einen Ventil 51 ein Gesamtgasstrom für mittlere und hohe Gasheizleistungen.

Claims (2)

1. Gasbeheiztes Hausgerät in Form eines Koch- oder Backgerätes enthal­ tend mindestens einen Gasbrenner (2), Gaseinstellmittel (12, 14, 16; 32, 36; 41, 42, 43; 51, 52) zum getaktet unterbrochenen Zuführen von Gas zu dem Gasbrenner (2) für geringe Heizleistung und zum ununter brochenen Zuführen von Gas zu dem Gasbrenner (2) für mittlere und hohe Heizleistung, mindestens einen elektrischen Zünder (8) zum Zün­ den des Gases am Gasbrenner (2), dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Zünder (8) ein elektrischer Glühflächenzünder ist.

2. Gasbeheiztes Hausgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrische oder elektronische Steuereinrichtung (12) zur automa­ tischen Einstellung, Steuerung und/oder Regelung der Gasheizleistung.