DE3001221A1

DE3001221A1 - Haushaltofen oder -herd mit konvektionsheizung

Info

Publication number: DE3001221A1
Application number: DE19803001221
Authority: DE
Inventors: William Jerome Day
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1979-01-16
Filing date: 1980-01-15
Publication date: 1980-07-24
Also published as: IT1144029B; BE881143A; CA1114262A; AU5440680A; FR2446993A1; JPS55110836A; ZA8087B; IT8047592A0; GB2043237A

Description

München, den 14» Januar 1980/M Anwaltsaktenz»s 27 - Pat. 273

^!Raytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, MA 02173 Vereinigte Staaten von Amerika

Haushaltofen oder -herd mit Konvektionsheizung

Erfindung bezieht sich auf einen Haushaltofen oder -herd mit Konvektionsheizung,, Bekannte Brennersysteme für Haushaltiöfen oder -herde mit Konvektionsheizung weisen im allgemeinen !große Brennkammern und/oder Mischkammern auf, da sich bei diesen !Systemen lange Brennerflammen ergeben= Auch wird bei den normalen Back- oder Brattemperaturen das Gerät mit großem Luftüber- ^!schuß betrieben, da die zirkulierende Luftmenge vermindert jwerden muß, wenn der Ofen oder Herd im höchsten Temperaturbeireich betrieben wird, etwa für den Selbstreinigungsvorgang„ Üblicherweise wird der Ofen oder Herd unmittelbar entlüftet und das Lüftersystem arbeitet mit verhältnismäßig hohem Druck, um eine ausreichende Strömung der überschüssigen Luft durch !das Brennersystem während des Selbstreinigungsvorganges aufirechtzuerhalten, so daß bei diesen Temperaturen! die uner-

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wünschte Erzeugung schädlicher Dämpfe und Gase, beispielsweise Kohlenmonoxid, vermieden wird.

j Zusätzlich zu den vorstehend angedeuteten Problemen tritt ! die Schwierigkeit auf, daß der tatsächliche Luftzustrom zum Brennersystem nur schwierig so überwacht werden kann, daß der Brenner zuverlässig außer Betrieb gesetzt wird, wenn im ! Lüftersystem ein Fehler auftritt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, den Brennerbetrieb in einem Haushaltofen oder -herd mit Konvek- j tionsheizung zuverlässig und wirkungsvoll steuern zu können und den Raumbedarf der Brennerheizng zu vermindern. Auch soll die Umwälzung der Luft und der Dämpfe in allen Betriebsphasen verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im anliegenden Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Im einzelnen ist in einem entsprechenden Ofen oder Herd ein Brenner und ein Zirkulationslüftersystem vorgesehen, wobei die Menge der Pimärluft - Brennstoff - Mischung, welche durch ein langgestrecktes Brennsystem in einen Brennraum hineingesogen wird, durch ein Konvektions- DampfZirkulationssystem gesteuert wird. Der Brenner enthält eine aus mehreren Band- ; abschnitten zusammengesetzte Brennereinheit, wobei zwei Brennerabschnitte durch einen Sekundärluft-Zuführungsbereich getrennt sind. Die Höhe der Flamme über der Brennerfläche kann geringer als die gesamte Breite des Brennersystems sein und beispielsweise in der Größenordnung von 2,54 m liegen und die Überschußluft kann im Bereich von 65 % bis 150 % der j für die vollständige Verbrennung erforderlichen Menge zuge-

führt werden.

Vorzugsweise liegt die wirksame Oberfläche der aus den Bandabschnitten zusammengesetzten Brennereinheit auf einem Niveau

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unterhalb des Bodens des Ofenraumes und hinter der rückwärtigen Ofenwand, welche den Auslaß aufweist_p durch welchen vermittels des DampfZirkulationssystems Dämpfe abgezogen werden. Dadurch, daß zwei gegenläufig umlaufende Lüfter eingesetzt werden, die sich hinter der rückwärtigen Ofenwand befinden und den Antrieb für die Zirkulation der Dämpfe bilden,, ergibt sich eine niedrige Antriebsleistung für die Lüfter von beispielsweise 50 Watt.

Bei einem Ofen oder Herd mit Konvektionsheizung der hier vorgeschlagenen Art ist ein Gasbrenner nahe dem Einlaß eines Ziri kulationslüftersystems angeordnet, um die Gase und Dämpfe sowie die heiße Luft aus dem Ofenraum abzusaugen und diese Gase und Dämpfe mit den Verbrennungsprodukten des Brenners ' gemischt in den Ofen zurückzuleiten= Der Brenner enthält eine Anzahl langgestreckter, mit Öffungen versehener Abschnitte zur Zufuhr eines primären Luft-Brennstoff-Gemisches zu einem * Brennraum, wobei die Brennerabschnitte durch Bereiche getrennt sind, durch welche ein Sekundärluftstrom in den Brennraum einleitbar ist» Im einzelnen weist der Brenner eine Anzahl von in Querrichtung über ihre Länge gewellter ; Metallstreifen auf, so daß die Wellen als Kanäle bzw, als i Durchtrittsöffnungen wirksam sind. Vorzugsweise ist die ' Breite der Metallstreifen so gewählt, daß sich die Metall-. streifen von einer mit dem primären Brennstoff-Luft-Gemisch ' beaufschlagten Kammer zu dem Brennraum hin erstrecken, wo- ! bei ferner die Breite so dimensioniert ist, daß ein Rück-

\ schlagen der Flamme in die mit dem Gemisch beaufschlagte : Kammer selbst dann vermieden werden kann, wenn vergleichs-¹ weise hohe Verhältnisse der primären Brennstoff-Lufti Mischung von beispielsweise 50 % bis 80 % verwendet werden« j Dadurch, daß jedes der Bänder oder Streifen von einer j Sekundärluftquelle durch einen Abstand getrennt ist, welcher

' kleiner als das doppelte der Querabmessung der öffnung ist

' und ferner Überschußluft in der Größenordnung von 50 % bis 150 % zugeführt wird, kann fernerhin die Höhe der Flamme

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so vermindert werden, daß sie im wesentlichen genau so groß oder kleiner als der Abstand quer über die Brennerstirnfläche hinweg zwischen benachbarten Sekundärluft- Austritts-I stellen ist.

I Ein Brenner mit den hier angegebenen Konstruktionsmerkmalen I kann kontinuierlich mit hoher Leistung betrieben werden,

indem der am Einlaß des bzw. eines Lüftersystems erzeugte i Unterdruck bewirkt, daß das primäre Brennstoff-Luft-Gemisch

■ durch den Brenner mit einer Geschwindigkeit gesogen wird, ; welche dazu führt, daß die Brennerflamme mit ihrer Front

■ oder ihrem Fußbereich von der Stirnfläche der Öffnungen abgehoben wird, die durch die Metallstreifen gebildet werden, so daß die Aufheizung des Brenneröf fnungsbere'iches herabgesetzt wird und die Wahrscheinlichkeit eines Rückschiagens der Flamme durch die Brennerkanäle hindurch vermindert wird.

^: Wird ein Lüftersystem oder das Lüftersystem in der Weise

eingesetzt, daß es die Verbrennungsprodukte aus dem Brenn- ; raum absaugt, so kann das primäre Brennstoff-Luft-Gemisch i für den Brenner in die zunächst mit diesem Gemisch beauf-J schlagte Kammer über eine Öffnung und einen Gasregler eini geführt werden. Veränderungen der Lüfterdrehzahl oder des ; atmosphärischen Druckes bewirken dann entsprechende Ver-' änderungen der Strömung des gasförmigen Brennstoffes durch i den Regler, so daß eine größere Gleichförmigkeit der ! Brennstoff-Luft-Mischung aufrechterhalten werden kann und ! daher die Überschußluft von dem normalerweise in Haushalt- : Gasöfen eingehaltenen Wert von beispielsweise 3 00 % auf : weniger als 100 % vermindert werden kann, während doch

■ noch ein ausreichender Sicherheitsbereich bezüglich der Überschußluft zur Verfügung steht.

I In weiterer Ausgestaltung ist ein Sicherheitssteuersystem ! für einen Haushaltofen oder -herd mit Konvektionsheizung ! vorgesehen, wobei ein Zirkulationslüftersystem aufgrund

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j der Bewegung der Luft oder der Ofendämpfe einen Schalter betätigt, welcher seinerseits den Brenner steuert, so daß dann, wenn ein Fehler im Lüftersystem auftritt, beispielsweise auf-

grund eines Durchbrennes des Motors oder eines Lockerwerdens des Lüfterrades auf der Welle, der Brenner außer Betrieb gesetzt wird, so daß sich eine Einrichtung mit Fehlersicherheitsfunktion ergibt.

• Es hat sich gezeigt, daß durch Betrieb eines Brenners mit wesentlich vermindertem Luftüberschuß die Ausgangstemperatur , des Brenners auf Temperaturen in der Größenordnung von ■ 980° C erhöht werden kann, während immer noch ein genügend hoher Sauerstoffanteil in den Verbrennungsprodukten des Brenners erhalten bleibt, um die beim Kochen oder Braten entstehenden Dämpfe oder Ablagerungen der Kochdämpfe im Ofen abzubrennen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des hier

angegebenen Ofens oder Herdes sind Gegenstand der anlie- ; genden Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum !Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser

Stelle den Wortlaut zu wiederholen. Nachfolgend wird ein \ Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochen und geschnitten wiedergegebene Seitenansicht eines Haushaltofens oder -herdes,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gezeichnete

Vorderansicht des Gerätes nach Figur 1,

Fig. 3 einen Horizontal-Teilschnitt durch das Gerät nach Figur 1 entsprechend der in Figur 1 angedeuteten Schnittlinie 3-3,

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Fig. 4 einen Horizontal-Teilschnitt durch das Gerät nach Figur 1 entsprechend der in Figur 1 angedeuteten Schnittlinie 4-4,

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit des Brenners des Gerätes nach Figur 1 entsprechend der in Figur 1 eingezeichnten Umgrenzungslinie 5-5 und

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des Brenners gemäß Figur 5 im Ausschnitt und in Aufsicht.

In den Zeichnungen ist ein Ofen oder Herd mit Gas-Konvektionsheizung mit 10 bezeichnet. Der Ofen oder Herd 10 enthält einen Ofenraum 12, der im wesentlichen Metallwände, etwa aus emailliertem Stahl, aufweist und während des Gebrauches durch eine Türe 14 abgeschlossen ist.

Ein beispielsweise aus Stahlstäben hergestellter Rost 22 stützt sich an Vorsprüngen oder Ausbuchtungen 24 der Seitenwände des Ofenmantels 12 ab, wobei die Lage des Rostes in allgemein bekannter Weise verändert werden kann.

Der obere Teil der Rückwand des Ofenmantels 12 besitzt einen - langgestreckten Heißlufteinlaßbereich oder Dampfeinlaßbereich

16, während der mittlere Teil der Rückwand des Ofenmantels ein Paar von Dampfauslaßbereichen 18 aufweist. Die Dämpfe ' werden aus dem Ofenmantel 12 über die Auslaßbereiche 18 in j eine Kammer 20 gesaugt.

Unterhalb des Rostes 22 befindet sich ein Mikrowellenstrahler j 26, welcher Mikrowellenenergie nach aufwärts durch die Öffnungen des Rostes 22, durch eine in der Mitte des Rostes : vorgesehene Abstützplatte 2 8 und durch eine Schüssel 3 0

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hindurchstrahlt, welche ein Nahrungsmittelstück 32, etwa einen Braten enthält. Die Schüssel 30 und die Stützplatte oder das Tablett 2 8 sind für Mikrowellenenergie vorzugsj weise im wesentlichen durchlässig,, so daß der untere Teil ! des Nahrungsmittelstückes 32 und auch das Innere desselben ; durch die Mikrowellenenergie erhitzt werden können.

^! Der Mikrowellenstrahler 2 6 kann beispielsweise eine Ein-

• führungskammer 3 6 enthalten, deren obere Wand 3 8 eine Anzahl von Öffnunen 40 aufweist, durch welche hindurch Mikrowellenfelder bestimmter Gestalt nach aufwärts in den Ofenmantel 12 eingestrahlt werden können. Ein Mittelleiter 42 einer Koaxialleitung 44 trägt die Einführungskammer 36, nachdem der Mittelleiter im Zentrum der oberen Wand oder Platte 38 befestigt ist. Der Mittelleiter 42

' erstreckt sich nach abwärts durch einen Außenleiter 46 der Koaxialleitung 44 hindurch sowie durch einen Wellenleitungsabschnitt 48 zu einer als Mikrowellendrossel und zur Lagerung dienenden Anordnung 50. Ein Fortsatz des Mittelleiters 42 wird von einem unterhalb des Wellenleitungsabschnittes 48 befestigten Motor 52 in Umdrehung versetzt. Die von einem Magnetron 54 erzeugte Mikrowellen-

: energie wird über den Wellenleitungsabschnitt 48 und die Koaxialleitung 44 dem Strahler 26 zugeführt. Ein Lüfter bläst Luft an den Kühlrippen 58 des Magnetrons 54 vorbei, um das Magnetron zu kühlen, doch wird von dieser Kühlluft

; kein Anteil in den Wellenleitungsabschnitt 48 eingeführt,

, Ein Deckel oder eine Abdeckung 60 aus einem für Mikrowellenenergie durchlässigen Material ist auf vom Boden des Ofenmantels 12 aufragenden Zentrierungsvorsprüngen 62 über

; dem Strahler 2 6 gehaltert, so daß der Strahler 2 6 abgedeckt ist und von den Nahrungsmittelstücken oder dem zu kochenden Gut kein Saft oder anderes Material auf den Strahler 26 herabtropft.

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Die Tür 14 ist gegenüber dem Ofenmantel 12 vorzugsweise mittels einer Hochtemperatur-Dampfdichtung abgedichtet, wobei eine Mikrowellen-Drosseldichtung zwischen der Dampfdichtung und dem Inneren des Ofenmantels 12 angeordnet ist, so daß die in das Innere des Ofenmantels 12 eingestrahlte Mikrowellenenergie weitgehend daran gehindert wird, in der Hochtemperatur-Dampfdichtung absorbiert zu werden. Jedenfalls aber wird Mikrowellenenergie, welche doch noch durch die Mikrowellen-Drosseldichtung hindurchdringt, im wesentlichen vollständig durch die Hochtemperatur-Dampfdichtung absorbiert. Ist die Tür 14 geschlossen, so wird ein Riegel mechanisch in eine Türverriegelungsstellung bewegt und gestattet dann die Einschaltung des Magnetrons 54„ Einzelheiten und Vorteile der besonderen Art und Weise der Mikrowellenzufuhr zum Ofenraum sowie der Gestalt der rotierenden Mikrowellenfelder sind an anderer Stelle genauer beschrieben. Es sei jedoch bemerkt, daß in Verbindung mit den hier vorgeschlagenen Merkmalen beliebige Konstruktionen für die Mikrowelleneinspeisung, die Strahler und/oder die Türdichtungen verwendet werden können. Die genannten Merkmale können also auch in Verbindung mit anderen die Mikrowellenenergie betreffenden Systemen einsetzt werden.

Aufgrund der hier vorgeschlagenen Konstruktionsprinzipien wird mittels eines Lüftersystems innerhalb des Brennraums 2 ein geringer negativer Unterdruck von 0^25 mm bis 2,5 mm Wassersäule erzeugt, wobei das Lüftersystem zxfei gegenläufige Zentrifugallüfter 64 enthält, welche die Dämpfe aus dem Ofenraum 12 über die Bereiche 18 in den Raum 20 einsaugen und diese Dämpfe über die die Lüfter 64 umgebenden Räume dem Zuführungsbereich 16 zuleiten. Die oberen Enden der Räume 66 sind mit einer Öffnung verbunden, über Vielehe ein kleiner Anteil der von den Lüftern 64 geförderten Dämpfe zu einem Auslaß 68 gelangt, welcher es gestattet, diesen Anteil der Dämpfe mit Luft zu mischen, die von einem zweiten Satz

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von Lüftern 70 gefördert wirdo Die Lüfter 70 saugen kühle Luft von der Rückseite des Gerätes 10 an, um die Motoren zu kühlen, welche die Lüfter 64 und 70 antreiben und um diese Kühlluft im Bereich des Ausganges des Auslasses 68 mit den Dämpfen zu mischen, welche dann zusammen mit der Kühlluft durch eine mit einem Gitter versehene Öffnung 74 am oberen Ende des Gerätes 10 oberhalb des Niveaus der Kochplatten austreten.

Wie aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht, gestattet jeder der perforierten Bereiche 18 den Zutritt von Dämpfen aus dem Ofenraum zu einem jeweils gesonderten Lüfter 64 und jeder der Lüfter 64 wird mit je einem der Lüfter 70 auf einer gemeinsamen Welle sitzend von einem gesonderten Motor 72 angetrieben, der an der Rückwand 78 des Gerätes 10 befestigt ist. Eine Trennwand 80 zwischen den beiden Lüftern 64 verhindert eine tangentiale Wechselwirkung bezüglich der von den Lüftern 64 abgegebenen Dämpfe, wobei die Lüfter in entgegengesetzter Richtung umlaufen, so daß die Luft oder die Dämpfe zwischen den Lüftern nahe der Trennwand 80 nach aufwärts gefördert wird. Man erkennt, daß zwar ein einziger Lüfter anstelle von zwei Lüftern 64 verwendet werden könne und daß die Kammer 66 verschiedene gesonderte Leitsysteme aufweisen könnt^ um die Dämpfe durch eine Anzahl ~- verschiedener Bereiche 16 in den Ofenraum hineinzufördern. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Doppelanordnung gegenläufiger Lüftersysteme die Gleiehförmigkeit der Konvektionsheizung im Ofen fördert und eine Verminderung der Lüfterleistung ermöglicht. Ein Brennersystem 90 befindet sich im rückwärtigen Teil des Gerätes 10 hinter dem Ofenmantel 12 sowie unterhalb desselben. Das Brennersystem 90 enthält einen aus Metallstreifen zusammengesetzten langgestreckten Brenner 92, der sich über den größten Teil der Breite des Ofens oder Herdes hinweg erstreckt und der von einer Seite her mit einem primären Brennstoff-Luft-Gemisch gespeist wird, das über ein vertikales Rohr 94 zugeführt wird.

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Das offene untere Ende des Rohres 94 wird über eine Düse 96 mit Gas beaufschlagt, das von einem solenoidbetätigten Ventil 98 zugeführt wird, wobei das Ventil 98 über eine Gasleitung 102 von einem Druckregler 100 aus gespeist wird.

j Wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich, enthält der aus ! Streifen zusammengesetzte Brenner 92 zwei Abschnitte 104 und 106, die jeweils aus sieben Blechstreifen 108 gebildet sind, welche eine Breite von 1,3 cm und eine Stärke von etwa 0,1 mm aufweisen, wobei sich die Blechstreifen über die Länge des Brenners hinweg erstrecken und etwa mittels einer entsprechenden Form gewellt ausgebildet sind. Die Wellen der Blechstreifen erstrecken sich über ihre Breite und haben von Scheitel zu Scheitel einen Abstand von beispielsweise 4,8 mm. Zwischen den Blechstreifen 108 sind jeweils flache Blechstreifen 110 gleicher Breite eingelagert und erstrecken sich ebenfalls über die gesamte Länge des Brenners, so daß die Räume zwischen den Wellen der Blechstreifen 108 als Kanäle wirksam sind, über welche das primäre Brennstoff-Luft-Gemisch, das durch das Rohr 94 zugeführt wird, strömen kann. Die Abschnitte 104 und 106 ! werden über jeweils gesonderte Kammern 112 und 114 gespeist,

welche beide von einem Ende her durch das Rohr 94 mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch versorgt werden.

■ Die Kammern 112 und 114 haben die Gestalt rechteckiger Kästen 124, welche durch Bügel 116 am Boden des Brennraumes 118 befestigt sind, welcher über den Raum 20 Verbindung mit dem Einlaß der Lüfter 64 hat. Die beiden Brennerabschnitte 104 und 106 sind mittels Distanzstücken 120 voneinander getrennt

; und werden durch Nieten 122 zusammengehalten, welche sich durch die Distanzstücke 12 0 und durch sämtliche Blechstreifen 108 und 110 sowie die Wände der kastenförmigen Bauteile 124 hindurch erstrecken. Die Distanzstücke 120 und Vorsprünge 134 an den unteren Ecken der kastenförmigen Bautei-

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teile 124 bilden einen zwischen letzteren vorgesehenen Luftkanal 114, über Vielehen Sekundärluft in den Brennraum 118 eingesaugt werden kann» Zusätzlich kann sekundäre Verbrennungsluft durch die Spalträume 12 6 eingesaugt werden, welche sich längs der Kanten der kastenförmigen Bauteile 124 bilden» Aufgrund dieser Gestaltung ist keine der Brenneröffnungen,, welche zwischen den Blechstreifen 108 und 110 gebildet sind, von einer Quelle sekundärer Luftströmung um mehr als drei dazwischenliegende Brenneröffnungen getrennt»

Es wurde gefunden, daß dadurch, daß die sekundäre Luftzuführung nahe an den Brenneröffnungen gelegen ist, die Flammenhöhe kleiner als die Gesamtbreite des Brennerabschnittes gemacht werden kann, wenn ausreichend Brennstoff-Luft-Gemisch durch die Brennerkanäle oder Brenneröffnungen gesaugt wird, um die Brennerflamme dazu veranlassen, sich von den Brenneröffnungen um einen Abstand von beispielsweise 1,6 mm bis 3,2 mm abzuheben» Dieses Abheben der Brennerflamme vermindert die Erhitzung der die Brennerkanäle bildenden Blechstreifen 108 und 110, so daß ein Rückschlagen der Flamme des primären Brennstoff-Luft-Gemisches in die Kammern 112 und 114 hinein selbst dann sicher verhindert wird, wenn ein verhältnismäßig hohes primäres Luft-Brennstoff-Verhältnis wirksam ist,, Durch eine solche Verminderung der Flammenlänge kann der Brennraum so ausgebildet werden, daß er sich quer entlang der unteren hinteren Ecke des Ofenmantels unmittelbar unterhalb der Auslaßbereiche 18 des Ofenmantels erstreckt und die Verbrennungsprodukte, welche vom Brenner abgegeben werden, sind doch bereits an den Eingängen der Lüfter 64 im wesentlichen deionisiert»

Bei einem Gerät der hier vorgeschlagenen Art ist weiterhin ein Sicherheitssteuerkreis vorgesehen, bei welchem in dem Auslaß 68 ein Luftströmungsfüller 148 angeordnet ist,

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welcher einen durch eine Fahne oder Schaufel betätigten Schalter enthält. Ein handbetätgter Wählsteuerschalter dient zur Einschaltung der Lüftermotoren 72, wenn eine der Betriebsweisen mit Konvektionsheizung gewählt wird. Der Ausgangsluftstrom der Lüfter 64 im Auslaß 68 bewirkt ein Schließen des Luftströmungs-Fühlerschalters 148, so daß ein Widerstands-Heizzünder 132 eingeschaltet wird, welcher sich in den Brennraum 118 hinein erstreckt. Nach einer Verzögerungszeit von beispielsweise 30 Sekunden wird das solenoidbetätigte Ventil 98 geöffnet, so daß Gas über die Düse 96 ausströmen kann. Wenn das resultierende Brennstoff-Luft-Gemisch den Brennraum 118 über die Kanäle des Brenners 92 erreicht, so wird das Gemisch durch den Zünder entzündet und die Verbrennungsprodukte werden von den Lüftern 64 angesaugt und über den Einlaßbereich 16 in den Ofenmantel 12 eingeblasen. Derjenige Teil der Ausgangsströmung der Lüfter 64, welcher über den Auslaß 68 abströmt, erzeugt einen kleinen Unterdruck im Brennraum und im Ofenmantel 12, welcher den Anteil von Primärluft bestimmt, der über das Vertikalrohr 94 angesaugt wird. Auch bestimmt dieser Unterdruck den Anteil von Sekundärluft, welcher an den Rändern der Brennerabschnitte 104 und 106 vorbei eingesaugt wird.

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Nachdem das Vertikalrohr 94 als Lufteinschnürungsöffnung bei der Bildung des primären Brennstoff-Luft-Gemisches wirksam ist, bewirken Veränderungen der Lüfterdrehzahl und der Temperatur der Dämpfe, welche die Menge der primären und der sekundären,, in den Brennraun eingesaugten Luft verändern, auch eine entsprechende Veränderung der Strömung gasförmigen Brennstoffes durch den Druckregeier, so daß die Möglichkeit der Entstehung eines überreichen Brennstoff-Luft-Gemisches eingeschränkt wird, welches bei seiner Verbrennung das Austreten schädlicher Dämpfe und schädlichen Rauches am Gitter 74 am oberen Ende des Gerätes verursachen würde.,

Der hier gezeigte Brenner kann beispielsweise eine thermische Ausgangsleistung von 20 000 bis 30 000 BTU je Stunde aufweisen. Die thermische Ausgangsleistung wird durch Wahl der Größe des Vertikalrohres 94 und der Düse 96 sowie auch durch Einstellung des Brennstoff-Druckreglers 100 gewählt» Die Menge der Sekundärluft bestimmt man durch Wahl der Größe des Zwischenraumes 140 zwischen den kastenförmigen Bauteilen 124 und durch Wahl der Größe der Spalträume 13 6 an den Kanten der Brennerabschnitte 104 und 106, nachdem über diese Zwischenräume bzw. Spalträume die Sekundärluft in den Brennraum 118 einströmt,,

Die Steuerung des Gasbrenners 92 erfolgt in der Weise, daß ein Wählerknopf 168 auf einen die Konvektionsheizung signalisierenden Markenbereich gestellt wird und indem der Temperaturwählerknopf 170 auf eine bestimmte Temperatur der Konvektionsdämpfe eingestellt wird= Ein Zeitgeber, beispielsweise eine Digitaluhr 172 kann ebenfalls mit wählbar einzustellenden Einschalt- und Ausschaltsteuermitteln 174 und 176 versehen sein, um die Zeit einzustellen, während welcher im Ofen oder Herd eine Konvektionsheizung gewünscht wird. Im Betrieb nimmt ein Temperaturfühler 178, welcher an einer Lasche im Ofenmantel 12 unmittelbar unterhalb des Einlaßbereiches 16 befestigt istjdie Temperatur der im Ofenmantel 12 zirkulierenden Dämpfe auf und wenn die Dampftemperatur unterhalb einer Temperatur

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ι liegt, welche durch den Temperaturwählerknopf 170 eingestellt ι

ist, so wird das Brennersystem 90 eingeschaltet.

Bei der hier vorgeschlagenen Konstruktion eines Gerätes werden ι der Brennraum 118 und der Raum 20 als Einheit getrennt von j den Wänden des Ofenmantels 12 gefertigt. Wie genauer aus den j Figuren 3 bis 6 ersichtlich ist, bestehen die Räume 20 und 118 ι aus einem flachen Wandstück 180, welches Durchbrüche entsprechend dem Dampfeinlaß 16 und den Dampfauslaßbereichen 18 aufweist und an der Rückseite des Ofenmantels 12 beispielsweise mittels Blechschrauben 182 befestigt ist, wobei ein dampfdichter Abschluß durch hochtemperaturfeste Dichtungen 184 erreicht wird, welche sich um die Bereiche 16 und 18 herum erstrecken und eine thermische Isolation zwischen dem Brennraum 118 und der Rückwand des Ofenmantels 12 bewirken. Demgemäß wird die Innentemperatur des Brennraumes 118, welche 800° C bis 1100°C betragen kann thermisch von der Temperatur der inneren Wand des Ofenraumes getrennt, wobei diese Wand emailliert sein kann und Temperaturen von etwa 540° C standhält. Die flache Wand oder das Blech 180 erstreckt sich nach abwärts bis unter das Niveau des Bodens des Ofenraumes 12 und weist einen rechtwinklig abgebogenen Flansch 186 auf, so daß ein horizontaler, plattenförmiger Absatz entsteht, welcher von dem kastenförmigen Bauteil 124 des Brennerabschnittes 104 über den zum Ansaugen der Sekundärluft dienenden Spaltraum 136 getrennt ist. Die vorerwähnten Bügel 116 sind mittels Schrauben 188 an dem Flansch 186 befestigt. Außerdem ist an der flachen Wand oder dem Blech 180 beispielsweise durch Schweißung, die Abteilungswand 190 befestigt, welche unmittelbar vor den Zentrifugallüftern liegt und zu diesen konzentrische Öffnungen aufweist, wobei der Durchmesser der öffnungen etwas kleiner als derjeniger der Lüfter 64 ist.

■ Die Lüfter 64 befinden sich in dem Raum 66, dessen Ausgang zu dem Auslaß 68 führt. Die Außenwand 192 des Raumes 66 ist mit ihrer Berandung ebenfalls an der Wand 180 festgeschweißt, wobei

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der untere Teil der Außenwand 192 zusammen mit dem unteren Teil der Wand 180 den Brennraum 118 begrenzt» In eine Ausnehmung des unteren Teiles der Außenwand 192 ist ein Block aus hitzebeständigem Werkstoff 194 eingesetzt, um ein Entweichen von Wärme nach außen von dem Brennraum 118 zu verhindern» Der Rand der Abteilungwand 190 ist unterhalb des Blockes 194 recht- ' winklig umgebogen und bildet einen Flansch 196 auf gleicher ι Hohe wie der Flansch 186, auf welchen er sich zu erstreckt, so I daß zur Begrenzung des kastenförmigen Bauteils 124, welches die Kammer 114 enthält, der zweite Spaltraum 136 gebildet wird» ; Die Bügel 116 sind auch an den Flansch 196 durch jeweils eine ; Schraube 188 befestigt, so daß das gesamte Brennersystem 90 fest am unteren Ende des Brennraumes 118 verankert ist. Die Spalträume 136 zwischen den Flanschen 180 bzw. 196 einerseits und den kastenförmigen Bauteilen 124 andererseits werden genau einjustiert, so daß sich gleichförmige Schlitze für den Durchlaß der Sekundärluft in den Brennraum 118 hinein ergeben. An den Enden des Brennraums können ähnliche Flanschen vorgesehen sein oder die endständigen Abstände können vollständig weggelassen werden. Vorzugsweise haben die Zwischenräume zwischen den Flanschen 186 und 196 einerseits und den kastenförmigen Bauteilen 124 andererseits eine Weite, welche etwa halb so groß ist wie der Abstand zwischen den kastenförmigen Bauteilen 124, so daß jeder der Streifen-Brennerabschnitte 104 und 106, welcher jeweils durch eine gesonderte Kammer versorgt wird, auch eine jeweils gleiche Menge von Sekundärluft längs der jeweiligen Berandung erhält» Ist beispielsweise jeder Brennerabschnitt annähernd 36 cm lang und 1,9 cm breit und ist ferner die Fläche der Brenneröffnungen halb so groß wie die Brennerfläche, so ergibt sich eine Gesamtfläche der Öffnungen von 34 cm » Für diesen Fall wählt man die Breite der Spalträume 136 zu etwa 4,8 mm und die Breite des Zwischenraumes 140 zu 9,6 mm» '

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Um die Gleichförmigkeit der Brennstoffzufuhr zu den Brennerabschnitten 104 und 106 weiter zu verbessern, haben die Kammern 112 und 114 innerhalb der kastenförmigen Bauteile 124 schräg verlaufende Böden 198, welche am Boden der Bauteile 124 und am Vertikalrohr 94 ansetzen und an dem von dem Vertikalrohr 94 fernliegenden, geschlossenen Ende der Bauteile 124 nahe den Streifenpaketen aus den Blechstreifen 108 und 110 enden.

Während des normalen Backbetriebes wird das Brennersystem j und das Lüftet system des hier vorgeschlagenen Gerätes so be- j trieben, daß die Primärluft vorzugsweise etwa 50 % bis 80 % ; derjenigen Luftmenge beträgt, welche für eine vollständige ' oder stöchiometrische Verbrennung des Brennstoffes notwendig ist, wobei genügend Sekundärluft zugeführt wird, so daß sich ; ein 100 %iger Luftüberschuß im Brennraum 118 einstellt und : die mittlere Temperatur der Dämpfe im Ofenraum 112 150° C bis 260° C beträgt. Wenn der Brenner zunächst in Betrieb gesetzt wird, so wird 150 % Luftüberschuß in den Brennraum 118 ! eingesaugt, da die Lüfter 64 eine größere Menge kühler Luft \ fördern, während bei einem fortgesetzten Betrieb des Brenners für den Selbstreinigungsvorgang und einem Anstieg der Temperaturen der Dämpfe an den Lüftern 64 auf etwa 540° C weniger Luft in den Brennraum 118 gesaugt wird, so daß beispielsweise nur 65 % Luftüberschuß herrscht. Die Verbrennungsprodukte werden somit heißer. Der Luftüberschuß ist jedoch immer noch groß genug, um die Erzeugung schädlicher Dämpfe und Gase , beispielsweise von Kohlenmonoxid, zu verhindern.

Im Rahmen der hier offenbarten Gedanken bietet sich dem Fachmann eine Vielzahl von Weiterbildungs- und Abwandlungsmöglichkeiten. Beispielsweise können die Dämpfe auch durch Öffnungen umgewälzt werden, welche in anderen Bereichen als der Rückwand des Ofenmantels gelegen sind. Es können weiterhin beliebige elektrische und mechanische Steuersysteme für die Brennersteuerung verwendet werden. Auch können die Lüfter und das Brennersystem an anderer Stelle eingebaut werden.

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Claims

: Patentansprüche

I V1»;Haushaltofen oder -herd mit Konvektionsheizung, bei wel- ! ehern Heißluft und Dämpfe durch den Ofenraum hindurch umge-I wälzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Einlaß I eines zum Umwälzen der Dämpfe dienenden Lüftersystems (64) ; Mittel (90) zur Wärmezufuhr zu den Dämpfen mit einem Bren-. ner (92) angeordnet sind, derart, daß das Lüftersystem das ¹ Brennstoff-Luft-Gemisch in einen dem Brenner zugeordneten Brennraum (118) saugt»

2. Haushaltofen oder -herd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenner (92) ein primäres Brennstoff-Luft-Gemisch über mehrere langgestreckte Abschnitte (104, 106) von Brenneröffnungen zuführbar ist, wobei die Abschnitte durch Sekundärluftquellen (136, 140) voneinander getrennt sind.

3. Haushaltofen oder -herd nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Brenneröffnungen von einer Sekundärluftquelle (136, 140) durch höchstens drei dazwischenliegende Brenneröffnungen getrennt ist.

4. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ■ dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftersystem (64, 70, 72) ' außerhalb des Ofenraumes (12) gelegen ist.

5. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 1 bis ^, ' dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftersystem mehrere oder

jeweils mehrere, auf der gemeinsamen Welle eines Antriebs-• motors (72) angeordnete Lüfterräder (64, 70) aufweist, wobei I das eine Lüfterrad (64) zur Umwälzung der Dämpfe durch den ; Ofenraum dient, während das andere Lüfterrad Kühlluft an ί dem Antriebsmotor vorbeifördert.

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6. Hauhaltofen oder -herd nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichent, daß das zur Umwälzung der Dämpfe durch den Ofenraum dienende Lüfterrad (64) den größten Teil seines Fördervolumens in den Ofenraum (12) einführt (16).

7. Hauhaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichent, daß in einem Auslaufkanal (68) des Lüftersystems ein Strömungsfühlerschalter (148) zur Steuerung des Brenners (92) angeordnet ist.

8. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 4, 6 oder 7 und/oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Förderung der Kühlluft dienende Lüfterrad (70) auf der Welle des Antriebsmotors (72) zwischen letzterem und dem zur Umwälzung der Dämpfe dienenden Lüfterrad (64) befestigt ist.

9. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 1 bis 8_f dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (92) ein Streifenbrenner, insbesondere ein aus Wellblechstreifen zusammengesetzter Brenner ist.

10. Haushaltofen oder -herd nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellblechstreifen (108) durch flache Blechstreifen (110) voneinander getrennt sind.

11. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Wärmezufuhr zu den Dämpfen hinter der Rückwand des Ofenmantels (12) und unterhalb des Einlasses des Lüftersystems (64) gelegen sind.

12. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftersystem (64, 70, 72) mittels eines handbetätigbaren Steuerschalters steuerbar ist.

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13a Haushaltsofen oder -herd nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der handbetätigbare Steuerschalter zur Einschaltung eines Schaltkreises dient? welcher den Brenner (92) abhängig von der Temperatur der zirkulierenden Dämpfe steuert.

14. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftersystem (64, 70, 72) Dämpfe über mindestens einen in der Rückwand des Ofenmantels (12) vorgesehenen Auslaßbereich (18) abzieht und daß der Brenner (92) hinter der Rückwand unterhalb des genannten mindestens einen Auslaßbereiches angeordnet ist.

15. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnt, daß das Lüftersystem mehrere gegenläufige Lüfter oder Lüftersätze aufweist, deren Lüfteräder insbesondere in einer Ebene nebeneinander liegen.

16. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (92) mittels eines Steuersystems steuerbar ist, das einen handbetätigten Temperaturwähler enthält.

17= Haushaltofen oder -herd nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem einen Fühler (178) enthält, welcher auf die Temperatur der durch den Ofenmantel (12) zirkulierenden, heißen Dämpfe anspricht.

18. Haushaltofen oder -herd nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem auch den bzw. einen auf die Strömung der zirkulierenden Dämpfe ansprechenden Fühler oder Fühlerschalter (148) enthält.

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19. Haushaltofen oder -herd nach Anspruch 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kühlluft fördernde Lüfterad (70) diese Kühlluft zu einem Auslaß (74) fördert, über welchen sie mit einem Anteil (68) der vom ersten Lüfterrad (64) geförderten Dämpfe in die Umgebung austritt.

20. Haushaltofen oder -herd nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Brenner (92) unterhalb des Einlasses des zur Zirkulation der heißen Dämpfe dienenden Lüfterrades (64) befindet.

21. Haushaltofen oder -herd nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 20 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftquelle (136, 140) die Gestalt von sich längs der Seiten und zwischen den langgestreckten Brennerabschnitten (104, 106) erstreckenden Spalten haben und daß das Lüftersystem (64) in den über dem Brenner (92) gelegenen Brennraum (118) ein Gemisch einsaugt, das Primärluft im Bereich von 50 % bis 80 % der für eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs erforderlichen Menge enthält, wobei die Primärluft und die Sekundärluft insgesamt einen Luftüberschuß im Bereich von 65 % bis 150 % über der für die vollständige Verbrennung benötigten Luftmenge ausmachen.

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