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Patent Searching and Data


Title:
HEAT EXCHANGER SYSTEM, AND GAS-HEATED APPLIANCE EQUIPPED WITH SAID HEAT EXCHANGER SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/012493
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a heat exchanger system and to a gas-heated appliance, which is fitted with said heat exchanger, for treating, in particular cooking foodstuffs, wherein said appliance has a cooking space provided for holding the foodstuffs. A problem addressed by the invention to create a burner and heat exchanger system which is distinguished by a high. Said problem is solved according to the invention in that the burner is designed as a perforated pipe stub which is perforated even on the end side. To obtain good flame stability at in the event of a high burner overpressure and a high outflow speed, the gas outlet surface has alternating concave and convex surface sections.

Inventors:
KLOUDA JAROSLAV (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/005582
Publication Date:
February 04, 2010
Filing Date:
July 31, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KLOUDA JAROSLAV (DE)
International Classes:
F24C15/32; F23C3/00
Domestic Patent References:
WO2004016987A12004-02-26
Foreign References:
DE102005050948A12006-05-11
FR2560359A11985-08-30
EP0187441A21986-07-16
US5520536A1996-05-28
EP1424008A22004-06-02
DE102005047415A12006-04-13
Attorney, Agent or Firm:
RÖSSIG, Rolf (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. System, zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln mit:

-zumindest einer durch einen Gasbrenner beheizbaren Wärmetauschereinrichtung,

- einem Garraum (47),

- mindestens einem dem Garraum (47) zugeordneten Lüfterrad (50) zur Zwangsumwälzung eines Behandlungsklimas,

-zumindest einem Gasbrenner (15), und

- zumindest einem, horizontal links und rechts vom Lüfterrad (50) positioniertem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23),

- wobei der Brenner (15) als Vormischbrenner mit einer Regeleinrichtung und einem Luftgebläse ausgeführt ist, und gasdicht mit dem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23) verbunden ist und die heißen Abgase durch das Wärmetauscherrohrsystem (22), (23) unter Druck befördert, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Brenner (15) als ein am Ende verschlossener zylindrischer oder konischer Körper mit am zylindrischen oder konischen Umfang und an der Verschlussfläche (8) verteilten Gasaustrittsöffnungen(l) ausgebildet ist.

2. System, bestehend aus einer durch einen Gasbrenner beheizbaren Wärmetauschereinrichtung, zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit einem Garraum (47), in dem zumindest ein Lüfterrad (50) angeordnet ist, für die Zwangsumwälzung eines Behandlungsklimas, zumindest einem Gasbrenner (15) und zumindest einem, horizontal links und rechts vom Lüfterrad (50) positioniertem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), wobei der Brenner (15) als Vormischbrenner mit einer Regeleinrichtung und einem Luftgebläse ausgeführt ist, das gasdicht mit dem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23),verbunden ist und die heißen Abgase durch das Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), unter Druck befördert, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässige Brenner-Deckschicht (3) ein Profil hat, bei dem sich Konkav-(4) und Konvex-Flächen (5) abwechseln.

3. System, bestehend aus einer durch zumindest einen Gasbrenner beheizbaren Wärmetauschereinrichtung, zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit einem Garraum (47), in dem ein Lüfterrad (50) angeordnet ist, für die Zwangsumwälzung eines Behandlungsklimas, einem Gasbrenner (15) und zumindest einem, horizontal links und rechts vom Lüfterrad positioniertem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), wobei der Brenner (15) ein Vormischbrenner ist und mit einer Regeleinrichtung und einem Luftgebläse ausgestattet ist, das gasdicht mit dem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), verbunden ist und die heißen Abgase durch das Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), unter Druck befördert, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal links und rechts vom Lüfterrad (50) sich befindenden Wärmetauscherrohrsysteme (22), (23), untereinander im wesentlichen identisch sind.

4. System, bestehend aus einer durch einen Gasbrenner beheizbaren Wärmetauschereinrichtung, zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit einem Garraum (47), in dem ein Lüfterrad (50) angeordnet ist, für die Zwangsumwälzung eines Behandlungsklimas, einem Gasbrenner (15) und zumindest einem, horizontal links und rechts vom Lüfterrad positioniertem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), wobei der Brenner (15) ein Vormischbrenner mit einer Regeleinrichtung und einem Luftgebläse ausgestattet ist, das gasdicht mit dem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), verbunden ist und die heißen Abgase durch das Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), unter Druck befördert, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal links und rechts vom Lüfterrad (50) sich befindenden Wärmetauscherrohrsysteme (22), (23), untereinander im wesentlichen nicht identisch sind.

5. System, bestehend mindestens aus einer durch einen Gasbrenner beheizbaren Wärmetauschereinrichtung, zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit einem Garraum (47), in dem zumindest ein Lüfterrad (50) angeordnet ist, für die Zwangsumwälzung eines Behandlungsklimas, zumindest einem Gasbrenner (15) und zumindest einem, horizontal links und rechts vom Lüfterrad positioniertem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), (106), (107), (108), (109) wobei der Brenner (15) ein Strömungsbrenner und/oder ein Vormischbrenner mit einer Regeleinrichtung und einem Luftgebläse ausgestattet ist, das gasdicht mit dem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), 106), (107), (108), (109) verbunden ist und die heißen Abgase durch das Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), 106), (107), (108), (109) unter Druck befördert, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal links und rechts vom und/oder um das Lüfterrad (50) sich befindenden Wärmetauscherrohrsysteme (22), (23), 106), (107), (108), (109) mit einer Abgas-Geschwindigkeits-Regelung ausgestattet sind.

6. System, bestehend aus einer durch einen Gasbrenner beheizbaren Wärmetauschereinrichtung, zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit einem Garraum (47), einem Gasbrenner (15) und zumindest einem Wärmetauscherrohrsystem (48), wobei der Brenner (15) als Vormischbrenner mit einer Regeleinrichtung und einem Luftgebläse ausgeführt ist, und gasdicht mit dem Wärmetauscherrohrsystem (48) verbunden ist und die heißen Abgase durch das Wärmetauscherrohrsystem (48) unter Druck befördert, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner die Gasöffnungen auch an der Verschlussfläche (8) hat und dass der Brenner eine gasdurchlässige Deckschicht (3) aufweist, die abwechslungsweise durch konkave und konvexe Flächenabschnitte (4),(5) ausgebildet ist.

7. Brenner- und Wäremetauscherrohr-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner-Körper als zylindrischer(Figur 8), konischer(Figur 4), kugelförmiger, planarer, topfförmiger(Figur 5) ein- oder beidseitiger(5),(6) gerader und/oder abgewinkelter Körper (Figur 8) ausgelegt ist.

8. Brenner- und Wäremetauscherrohr-System nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässige Brenner-Deckschicht (3) aus geflochtenem Draht (Vlies), Keramik und/oder Sintermetall ausgestaltet ist.

9. Brenner- und Wäremetauscherrohr-System nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal links und rechts vom und um das Lüfterrad (50) sich befindenden Wärmetauscherrohrsysteme (22), (23), 106), (107), (108), (109) an einen gemeinsamen Abgasaustritt einer Brennkammer angeschlossen sind.

10. Brenner- und Wäremetauscherrohr-System nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal links und rechts vom und um das Lüfterrad (50) sich befindenden Wärmetauscherrohrsysteme (22), (23), 106), (107), (108), (109) an unterschiedliche Abgasaustritte (21), (30) einer Brennkammer (20) angeschlossen sind.

11. Brenner- und Wäremetauscherrohr-System nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal links und rechts vom und um das Lüfterrad (50) sich befindenden Wärmetauscherrohrsysteme (23),(22),106), (107), (108), (109) einen gemeinsamen Abgassammler (24) und Abgasrohr (25) aufweisen.

12. Brenner- und Wäremetauscherrohr-System nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (20) zwischen dem Lüfterrad (50) und dem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), 106), (107), (108), (109) positioniert ist.

13. Brenner- und Wäremetauscherrohr-System nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), 106), (107), (108), (109) zumindest zwei Rohrstränge aufweist, die sich kontinuierlich links und/oder rechts um das Lüfterrad (50) erstrecken.

14. Brenner- und Wäremetauscherrohr-System nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherrohrsystem (22), (23), 106), (107), (108), (109) zumindest drei Rohrstränge aufweist, die sich kontinuierlich links und/oder rechts um das Lüfterrad (50) erstrecken.

15. Brenner- und Wäremetauscherrohr-System nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein aus zwei Rohrsystemen, die in der zueinander gegengerichtet um das Lüfterrad (50) umschlungen sind, bestehender Wärmetauscherrohrsystem an die Brennkammer (20) angeschlossen ist

16. Heizsystem für eine Garvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (20) mit einer Innenkammer (70) versehen ist.

17. Heizsystem für eine Garvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkammer (70) in einem Abstand P (80) zu Brennkammer steht

18. Heizsystem für eine Garvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verengung der Innenkammer (70) eine Venturi-Düse entsteht.

19. Heizsystem für eine Garvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (20) durch ein Abgaszuführungsrohr (76) mit dem Endbereich des Abgasrohres (25) verbunden ist.

20. Heizsystem für eine Garvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass um die Eintrittsöffnung des Abgaszuführungsrohres (76) im Abgasrohr (25) ein Abgas-Abweiser (72) positioniert ist.

21. Heizsystem für eine Garvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscher-Rohrsystem als ein in einer Drehrichtung um das Lüfterrad (50) umgewickeltes Rohrsystem (78) ist.

22. Heizsystem für eine Garvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscher-Rohrsystem als ein in links- und rechts Drehrichtung um das Lüfterrad (50) umgewickeltes Rohrsystem (79) ist

23. Wärmetauscherrohrsystem für eine Garvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei, aus der Brennkammer (20) ausgehende Abgasrohre durch eine Venturi-Düse (87) miteinander kommunizieren

24. Wärmetauscherrohrsystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass diese Venturi-Düse (87) im Mündungsbereich der Rohre (106) und (108) liegt.

25. Wärmetauscherrohrsystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass diese Venturi-Düse (87) mit einstellbarem Innendurchmesser versehen werden kann.

26. Wärmetauscherrohrsystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherrohr-System zumindest mit einer Vorrichtung zur Strömungsgeschwindigkeits-Regelung in zumindest einem Abgasrohr ausgestattet ist.

27. System, zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln mit:

-zumindest einer durch einen Gasbrenner beheizbaren Wärmetauschereinrichtung,

- einem Garraum (47),

- mindestens einem dem Garraum (47) zugeordneten Lüfterrad (50) zur Zwangsumwälzung des im Garraum eingeschlossenen Gases,

-zumindest einem Gasbrenner (15), und

- zumindest einem, horizontal links und rechts vom Lüfterrad (50) positioniertem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23),

- wobei der Brenner (15) als Vormischbrenner mit einer Regeleinrichtung und einem Luftgebläse ausgeführt ist, und gasdicht mit dem Wärmetauscherrohrsystem (22), (23) verbunden ist und die heißen Abgase durch das Wärmetauscherrohrsystem (22), (23) unter Druck befördert, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Brenner (15) einen durch einen Hohlkörperstutzen gebildeten Brennermantel aufweist der stirnseitig durch eine Brennermantelstirnfläche abgeschlossen ist, wobei sowohl im Bereich einer Außenumfangsfläche des Brennermantels als auch im Bereich der Brennermantelstirnfläche Brenngasdurchtrittsbohrungen ausgebildet sind.

28. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennermantel auch im Bereich der Brennermantelstirnfläche mit einem Flammträgermantel (3) verkleidet ist.

Description:
Wärmetauschersystem, sowie hiermit ausgestattetes gasbeheiztes Gerät

Jaroslav Klouda

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmetauschersystem sowie ein hiermit ausgestattetes gasbeheiztes Gerät zum Behandeln, insbesondere Garen von Nahrungsmitteln, wobei dieses Gerät einen zur Aufnahme der Nahrungsmittel vorgesehenen Garraum umfasst. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf ein gasbeheiztes Gerät der vorgenannten Art bei welchem ein motorgetriebenes Lüfterrad für eine Luftumwälzung über den Garraum sorgt und durch die umgewälzte Luft die von einem nachfolgend noch weiter beschriebenen Gasbrenner freigesetzte und über einen Rohrwärmetauscher abgegriffene Wärme in den Garraum transportiert wird. Die Erfindung richtet sich auch auf Gerätevarianten bei welchen der Wärmetransfer ohne Unterstützung eines im Bereich des Garraumes angeordneten Lüfterrades bewerkstelligt wird.

Hintergrund der Erfindung

Aus EP 13 217 20 Al ist ein Brennersystem für eine Wärmetauschereinrichtung für ein Gerät der eingangs angegebenen Bauart bekannt. Der Brenner dieses herkömmlichen Gerätes ist als Rohrbrenner ausgeführt, dessen Austrittsöffnungen am Umfang einer zylindrischen Fläche verteilt sind und dessen Rohr am Ende verschlossen ist. Diese Austrittsöffnungsverteilung führt dazu, dass die von der Abstrahlwärme der Flamme aufgewärmte zylindrische Oberfläche des Brenners sich mehr ausdehnt als die Verschlussfläche des Rohres, was eine Erhöhung der mechanischen Belastung an der Verbindungsstelle zwischen der zylindrischen Fläche und der Verschlussfläche verursacht. Durch ein Ein- und Ausschalten der Flamme kommt es zu einer zyklischen Wechselbelastung, die eine Zerstörung der Verbindung zwischen der zylindrischen Austrittsfläche und der Verschlussfläche hervorruft.

In der DE 197 083 21 Al ist eine Wärmetauschereinrichtung beschrieben, die das Lüfterrad umgebend, eine freikragende Biegung aufweist. Durch die Umschlingung des Lüfterrades in allen vier Quadranten des Lüfterrads wird in allen vier Quadranten fast gleichgroße Wärmeabgabe erreicht. Da der Raum des Lüfterrades und der Heizungs-Wärmetauschers voneinander durch eine Schutztrennwand mit senkrechten seitlichen Auslässen getrennt sind, entsteht je nach der Drehrichtung des Lüfterrades ein Diagonal-Strömungseffekt, bei dem die in der Strömungsrichtung waagerecht liegenden Ecken ein Luftstrommaximum aufweisen. Auf dieser waagerechten Strecke oben und unten erfolgt im wesentlichen kein Luftaustritt, so dass in der Ausströmecke auch die gesamte Wärmeenergie der waagerechten Strecke, die fast einem Quadrant entspricht, beinhaltet ist. Dadurch strömt aus der Diagonal-Ecke nicht nur ein relativ hoher Luftvolumenstrom, sondern diese Strömung hat auch eine höhere Temperatur. Diese Eigenschaften führen zum Entstehen von Unterschieden im Wärmeeintrag in das Gargut, das dabei ungleichmäßig aufgewärmt und gebräunt wird.

Die EP 13 409 45 Al richtet sich ebenfalls auf einen, um das Lüfterrad in allen vier Quadranten umschlungenen Wärmetauscher, der auch in allen vier Quadranten fast die gleichgroße Wärmeabgabe aufweist. Dadurch weist auch dieses System den gleichen Diagonalefekt auf wie bereits oben beschrieben.

In der EP 11 169 20 A2 ist eine Wärmetauschereinrichtung beschrieben, die zwei im Wesentlichen identische, aus der Brennkammer gegenseitig auslaufende Wärmetauscherzweige aufweist, die um ein Lüfterrad herumgeführt und von einem Flächenkeramik-Brenner beheizt sind. Die geometrische Lösung von zwei identischen Wärmetauschern ist in der Praxis nur mit großem Aufwand realisierbar, und durch die unterschiedlichen Abkühlverhältnisse in den beiden Zweigen ist der Strömungswiderstand in den Zweigen unterschiedlich. Die Verwendung des Keramik-Brenners erlaubt, der Flammstabilität und des Flammabhebens wegen, nur einen eingeschränkten Überdruck des Brenners, so dass die kleinsten Strömungsunterschiede in den zwei Zweigen (Strömungswiderstände) eine negative Auswirkung auf die Abgasführung aufweisen. Auch diese Lösung beinhaltet den Diagonaleffekt.

In der DE 20 2004 020 230 Ul ist ein Wärmetauschersystem mit Gasvormisch-Brenner beschrieben, bei dem der Rohrbrenner nicht-gelochte Verschlussfläche aufweist, die Gasaustrittsöffnungen durch eine zylindrische gasdurchlässige Schicht gebildet sind und die mit zwei gegeneinander liegenden Abgasaustritten versehene Brennkammer eine Trennwand aufweist. Auch diese Lösung beinhaltet den Diagonaleffekt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Brenner- und Wärmetauschersystem entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1;2;3;4;5 so auszugestalten, dass nicht nur das, mit höherer Lebensdauer versehene Brennersystem stabil unter höherem Überdruck funktioniert und die Strömungsunterschiede der Wärmetauscher- Zweige keinen größeren Einfluss auf die Verbrennungsgüte haben, sondern dass auch der Wärmetauscher so gestaltet ist, dass in den Diagonalecken mit Strömungsmaximum der Energieinhalt im Vergleich mit dem Stand der Technik reduziert ist bei gleichzeitiger Reduzierung der Geräusche und Optimierung des Wirkungsgrades und der Lebensdauer des Brenner-Wärmetauscher-Systems. Erfindungsgemäße Lösung

Der erste Teil der Aufgabe wird ausgehend vom Brennersystem dadurch gelöst, dass der Brenner ein, auch an der Stirnseite gelochtes Rohr umfasst. Um beim hohen Brennerüberdruck und einer hohen Ausströmgeschwindigkeit eine gute Flammstabilität zu erreichen, weist die Gasaustrittsoberfläche abwechslungsweise konkave und konvexe Flächenabschnitte auf. Der weitere Teil der Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Verteilung der Wärmetauscherflächen in den zu den senkrechten Auslässen angewandten Räumen die Maxima hat. Die Optimierung des Wirkungsgrades und der Lebensdauer und die Reduzierung der Geräusche wird durch eine Geschwindigkeits-Regelung der Abgasströmung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Brennersystems wird das Gas/Luft-Gemisch auch durch die Verschlussseite (Stirnseite) des Brenners geführt und außerhalb des Brenners verbrannt. Dadurch wird auch diese Hache auf die Temperatur gebracht, wie die zylindrische oder konische Fläche des Brennerrohrs. Um den höheren Überdruck im Brenner und dadurch im Wärmetauschersystem zu bekommen bei gleichzeitiger Flammstabilisierung und höherer Flächenbelastung, werden am Brennerdeck (Gasaustrittsoberfläche des Brenners) abwechslungsweise konkave und konvexe Flächenabschnitte angebracht. Die Vertiefungen haben die Funktion auch bei hohen Ausströmungsgeschwindigkeiten die Flamme zu stabilisieren bei hohem Überdruck im Brenner. Diese konkav/konvex-Austrittsoberfläche kann auch als feine Bohrungen, Drahtgeflecht, Sinter oder Keramik gestaltet werden und kann an einem zylindrischen Rohrbrenner, konischen Rohrbrenner, Topfbrenner oder kugelförmigen Brenner angebracht werden. Weiter bevorzugt ist die Konkav/konvex- Austrittsoberfläche auf einer flachen oder mit kugelförmigen Prägung versehenen Scheibe aufzubringen.

Um die austrittsströmungsgerechte Wärmetauscherverteilung zu erreichen, besteht der Wärmetauscher aus zumindest zwei Hauptwärmetauschern, die zumindest an eine Brennkammer angeschlossen sind. Diese Hauptwärmetauscher sind in den Räumen zwischen Lüfterrad und Auslassöffnung angebracht und der waagerechte Wärmetauscher-Teil oberhalb und unterhalb des Lüfterrades ist wesentlich kleiner als die beiden Hauptwärmetauscher oder sind diese waagerechten Wärmetauscher ganz weggefallen. An die Wärmeübergabe aus dem Wärmetauscher hat unter anderem auch die Art der inneren Strömung im Wärmetauscherrohr einen Einfluss, so dass dort, wo die Wärmeausbeute hoch sein soll, eine turbulente Strömung und dort, wo kleine Ausbeute sein soll, eine laminare Strömung hervorgerufen wird (Reynolds-Zahl). Diese Eigenschaft hängt auch von der Abgas-Strömungsgeschwindigkeit ab, so dass das System mit einer Regulierungsvorrichtung dieser Geschwindigkeit ausgestattet ist. Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft in Verbindung mit den beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung des Schnitts durch einen Brenner, in dem der

Brennerkörper (2) mit Austrittsöffnungen (1) versehen ist und von außen mit einer gasdurchlässigen Deckschicht (3) ummantelt ist. Die gasdurchlässige Deckschicht (3) ist so verformt, dass ein Körper mit konvexen (5) und konkaven (4) Flächenabschnitten entsteht. Die konkaven Flächenabschnitte (4) halten die Hauptflamme auch bei hohen Ausströmgeschwindigkeiten des Gas- Luft-Gemisches, so dass eine hohe Flächenbelastung des Brenners und ein hoher Überdruck im Wärmetauscher möglich sind. Das gesamte Profil ist aus runden konkav- und konvex Segmenten gebildet.

Figur 2 eine schematische Darstellung des Schnitts durch einen Brenner, in dem der

Brennerkörper (2) mit Austrittsöffnungen (1) versehen ist und von außen mit einer gasdurchlässigen Deckschicht (3) ummantelt ist. Die gasdurchlässige Deckschicht (3) ist so verformt, dass ein Körper mit konvexen (5) und konkaven (4) Flächenabschnitten in Trapezform entsteht.

Figur 3 eine schematische Darstellung des Schnitts durch einen Brenner, in dem der

Brennerkörper (33) mit Austrittsöffnungen (1) versehen ist und von außen mit einer gasdurchlässigen Deckschicht (3) ummantelt ist. Die gasdurchlässige Deckschicht (3) ist so verformt, dass ein Körper mit konvexen (5) und konkaven (4) Flächenabschnitten entsteht. Diese konkaven und konvexen Flächenabschnitte können eine gezeichnete Trapezform, eine eckige oder eine Kombination von runden und eckigen Form aufweisen. Der Brennerkörper (33) kann ein als um die Drehachse (41) entstandene Rotationskörper, als ein zylindrischer oder Konus-Körper mit spiralförmig angebrachtem Konkav- Konvex- Profil oder als ein planarer Körper mit angebrachtem Konkav- Konvex- Profil. Die Bemaßung A(37) und B(38) müssen nicht identisch sein, die Winkel D(40) und E(42) können unterschiedlich von 90° sein.

Figur 4 eine schematische Abbildung mit zusätzlichen Schnitt H-H eines konischen

Brenners mit dem in der Axialrichtung zur Achse (41) verlaufenden Konkav- /Konvex-Profil (4;5).

Figur 5 eine schematische Darstellung eines Topf-Brenners, bei dem die

Gasaustrittsöffnungen (1) und die gasdurchlässige Deckschicht (3) auf der planaren gelochten Verschlussfläche (12) sind. Figur 6 eine schematische Darstellung eines doppelten Topfbrenners, bei dem die beiden scheibenförmigen Verschlussflächen und die gasdurchlässige Deckschicht (3) auf den einander gegenüberliegenden planaren gelochten Verschlussflächen (12; 12.1) miteinander durch ein Verbindungsteil (14) kommunizieren und durch gemeinsame Überzündhilfe (13) verbunden sind.

Figur 7 eine schematische Darstellung eines Brenners, bei dem die

Gasaustrittsöffnungen (1) und die gasdurchlässige Deckschicht (3) sich nur auf dem Verbindungsteil (14) befinden

Figur 8 eine schematische Abbildung eines abgewinkelten Rohrbrenners, bei dem sich die Gasaustrittsöffnungen (1) nicht nur auf der zylindrischen Fläche (11) sondern auch auf der gelochten Verschlussfläche (12) befinden

Figur 9 eine schematische Abbildung vom T-Brenner, bei dem die zwei Rohrbrenner

(11;12) und (11.1; 12.1) durch ein Verbindungsstück (14) mit Überzündhilfe (13) miteinander kommunizieren. Die Zuführung vom Gas-Luft-Gemisch erfolgt durch das Teil (9).

Figur 10 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Wärmetauscher-Systems in dem aus der Brennkammer (20) auf beide Seiten ein Brennkammer-Austritt (30) führt, auf den jeweils ein Abgasterminal (31) links und rechts angeschlossen ist, der die Abgase zu den Wärmetauscherrohrsystemen (22) und (23) führt. Dieses System besteht jeweils aus drei Rohren. Das System rechts

(22) ist direkt auf den Abgassammler (24) angeschlossen, das System links

(23) ist über eine Abgasverbindung (26) an den Abgassammler (24) angeschlossen.

Figur 11 eine zweidimensionale schematische Darstellung vom Wärmetauscher-System der Figur 10, wo noch die Brenner-Aufnahme (27) abgebildet ist

Figur 12 eine zweidimensionale schematische Darstellung vom Wärmetauscher-System mit einer seitlich vom Lüfterrad (50) positionierten Brennkammer (20), an die über die Rohrverbindung (35) das vom Lüfterrad (50) rechts liegende Wärmetauscherrohrsystem (22) anschließt und das Wärmetauscherrohrsystem (23), das an die Brennkammer (20) direkt angeschlossen ist. Das Wärmetauscherrohrsystem (23) ist über eine Abgasrohrverbindung (26) und das Wärmetauscherrohrsystem (22) direkt an den Abgassammler (24) angeschlossen. Die Wärmetauscherrohrsysteme (22) und (23) bestehen zumindest aus einem Rohr. Figur 13 eine schematische räumliche Darstellung eines Wärmetauscher-Systems, bei dem sich an der Brennkammer (20) auf jeder Seite ein Brennkammer-Austritt (21) befindet, aus dem links und rechts vom Lüfterrad (50) verlaufend ein Rohrsystem (22) und (23) hinausgeht und entweder direkt wie (22) oder über eine Abgasverbindung (26) in einem Abgassammler (24) mündet, aus dem das Abgasrohr (25) die Abgase nach außen führt. Das gezeichnete Rohrsystem (21) und (22) besteht jeweils aus zwei Rohren.

Figur 14 eine zweidimensionale schematische Darstellung vom Wärmetauscher-System der Figur 8, wo noch die Brenner-Aufnahme (27) abgebildet ist

Figur 15 eine zweidimensionale schematische Darstellung vom Wärmetauscher-System, das um das Lüfterrad (50) umschlungen ist und bei dem die Wärmeabgabe in einzelnen Quadranten durch die Beeinflussung der Abgasströmungs- Geschwindigkeit im Wärmetauscherrohr gesteuert ist. Dabei zeigt der senkrechte Abschnitt der Abgasrohre (16) einen kleineren Querschnitt als die waagerechten Partitionen (17), (18), wodurch in den senkrechten Abschnitten (16) eine turbulente Strömung und dadurch auch höhere Wärmeabgabe erreicht werden.

Figur 16 eine schematische Darstellung der Energiedichte-(53) und Volumenstrom (52) Verteilung entlang (vertikal) der Auslassöffnung (51) für gegebene Drehrichtung (49) des Lüfterrades (50). Die Energie aus den waagerechten Abschnitten wird mit hoher Geschwindigkeit im Auslassbereich (56) hinaustransportiert und in diesem Ausströmbereich des Garraumes (47) ist ein Maximum vom Wärmeeintrag in das Gargut (Ungleichmäßigkeit).

Figur 17 eine schematische Darstellung des Garraumes (47) mit dem Wärmetauscher Rohrsystem (78), an dessen Anfang eine Brennkammer (20) mit der Innenkammer (70), dem Brenner (15), dem Abgaszuführungsrohr (76) und dem Venturi-Teil (71) positioniert ist. Im Eintrittsbereich des Abgasverbindungsrohres (76) ist ein Einströmungsteil Abgas-Abweiser (72) angebracht, so dass das abgekühlte und unter hoher Geschwindigkeit im Rohr (25) strömende Abgas (73) durch die dynamische Wirkung zur Brennkamer(20) transportiert wird. Der zum Transport vom Abgas (73) zur Brennkammer(20) notwendige Druckunterschied wird noch durch die Venturi- Düse (71) am Ausgang der Brennkammer verstärkt

Figur 18 eine Vergrößerung der Brennkammer aus der Abbildung Figur 17; der Brenner kann ein Strömungsbrenner oder ein Vormischbrenner und/oder ein zylindrischer und/oder ein konkav-/konvex Brenner sein.

Figur 19 eine schematische Darstellung des Garraumes (47) mit dem Links-rechts- Wärmetauscher-Rohrsystem (79), an dessen Anfang eine Brennkammer (20) mit gegenüberliegenden Austritten und einer Innenkammer (70), dem Brenner (15), dem Abgaszuführungsrohr (76) und dem Venturi-Teil (71) positioniert ist.

Figur 20 eine Vergrößerung der Brennkammer aus der Abbildung Figur 19; der Brenner kann ein Strömungsbrenner oder ein Vormischbrenner und/oder ein zylindrischer und/oder ein konkav-/konvex Brenner sein.

Figur 21 eine schematische Darstellung eines Wärmetauschers, in dem die Brennkammer auf (20) einer Seite zwei Austritte durch Abgasrohre (106) und (108) hat und einen Eintritt durch das Rohr (109). Im Rohr (106) befindet sich eine Venturi-Düse im Bereich der Mündung vom Rohr (108). Diese Kombination funktioniert wie ein By-Pass, d.h. wenn die Strömungsgeschwindigkeit vl.l zunimmt, vergrößert sich auch der Unterdruck in der Venturi-Düse (87), dadurch erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit v2.0 im Rohr (108), was den Überdruck in der Brennkammer reduziert und dadurch auch die Strömungsgeschwindigkeit vl.l abnimmt. Dieser Aufbau dient zum Selbstregeln der Strömungsgeschwindigkeit im Rohr (106), wodurch die Gefahr der Geräuschentstehung und der lokalen Überhitzung minimalisiert wird. Weiterer Vorteil der Geschwindigkeits-Regelung ist der optimale Wirkungsgrad des Rohres (106). Die Abgasrohre (106), (108) und (109) sind Teile des Rohrsystems (25).

Figur 22 eine schematische Darstellung und Vergrößerung der Figur 21 im Bereich der Brennkammer (20). Beide Austritte aus der Brennkammer (20) sind mit den Venturi-Düsen Vb (85) und Vc (86) versehen, wodurch die abgekühlten Abgase (73) in diese Bereiche einströmen und den Brennkammer-Mantel abkühlen. In dem Rohr (108) befindet sich eine Strömungsdrossel (88), die einstellbar sein kann. Diese Drossel beeinflusst die Reaktionszeit des By- Passes. Die Venturi-Düse Vd (87) im Abgasrohr (106) kann einstellbar sein.

Figur 23 eine schematische Darstellung eines Wärmetauscherrohr-Systems, in dem aus der Brennkammer (20) zwei gegenüberliegende Abgasaustritte mit den Abgasrohren (107) und (108) dargestellt sind. Diese beiden Rohre bilden auch den By-Pass-Regelkreis der Strömungsgeschwindigkeit im Rohr (107). Das Rohr (109) führt die abgekühlten Abgase zu den Brennkammer-Austritten mit den Venturi-Düsen Va (84) und Vc (86)zu.

Figur 24 eine schematische Darstellung eines Wärmetauscherrohr-Systems mit einer Brennkammer (20), aus der drei Abgasrohre I (106), II (107) und 111(108) hinausgehen, wobei die Röhre I und III eine By-Pass-Regelung für die Geschwindigkeitsströmung im Rohr I und II bilden. Die Brennkammer (20) ist durch die durch das Rohr (109) zugeführten Abgase gekühlt. Das gesamte Abgasrohrsystem ist um das Lüfterrad (50) umschlungen und kann auch zumindest eine Umlenkung (110) zumindest eines Rohres in sich beinhalten.

BEZUGSZEICHENLISTE

1. Austrittsöffnung vom Gas-Luft-Gemisch aus dem Brenner-Körper

2. Brenner-Körper

3. gasdurchlässige und verformte Brenner-Deckschicht

4. konkaver (nach innen gewölbter) Flächenabschnitt der Brenner-Deckschicht

5. konvexer (nach außen gewölbter) Flächenabschnitt der Brenner-Deckschicht

6. Austritt vom Gas-Luftgemisch für Stabilisierungsflamme

7. Austritt vom Gas-Luftgemisch für Hauptflamme

8. Verschlussfläche

9. Zuleitung von Gas-Luft-Gemisch

10. Brennerkörper

11. konkav-/konvex Brenner-Deckschicht

11.1 kommunizierender Brenner mit Brenner-Deckschicht

12. kreisförmige Brenner-Deckschicht

12.1 kommunizierender Brenner mit kreisförmiger konkav -/konvex Brenner-Deckschicht

13. Öffnungen für Überzündungs-Flamme

14. Verbindungsteil

15. Brenner

16. Rohr mit reduziertem Querschnitt

17. oberes Rohr mit vergrößertem Querschnitt

18. unteres Rohr mit vergrößertem Querschnitt

20. Brennkammer

21. Brennkammer- Austritt

22. Wärmetauscherrohrsystem rechts vom Lüfterrad

23. Wärmetauscherrohrsystem links vom Lüfterrad

24. Abgassammler

25. Abgasrohr-System, das um das Lüfterrad (50) umschlungen ist

26. Abgasrohrverbindung zwischen linkem und rechtem Wäremetauscher

27. Brenner-Aufnahme

30. reduzierter Brennkammer-Austritt

31. Abgasterminal

32. Abgassammler am Abgasterminal

33. Brennerkörper mit konkav- und konvexem Profil

34. Brenner- Verschlussdisk mit konkav- und konvex Profil

35. Rohrverbindung

36. Abgasverteiler

37. Länge des Abschnitts A

38. Länge des Abschnitts B

39. Höhe der Verformung C

40. Winkel D zwischen Verschlussdisk und Brennerkörper

41. Rotationsachse für den Brennerkörper

42. Winkel E zwischen der Rotationsachse und den Profillinien

45. Antriebsmotor des Lüfterrades

46. Lüfterrad-Abdeckung

47. Garraum

48. Wärmetauschersystem

49. Drehrichtung des Lüfterrades

50. Lüfterrad

51. Auslassöffnung

52. Vetreilung des Volumenstroms entlang der Auslassöffnung 53. Verteilung der Energiedichte projeziert entlang der Auslassöffnung

54. Maximum-Bereich der Energiedichte

55. Maximum-Bereich des Volumenstroms

56. Maximum-Bereich der ausgeblasenen Energie- Diagonal-Effekt 58. Garraumabfluss

70. Innenkammer

71. Unterdruck-Bereich

72. Abgas-Abweiser

73. abgekühltes Abgas

74. heißes Abgas

75. Trennwand in der Brennkammer

76. Abgaszuführungsrohr

77. Ausgang der Brennkammer

78. Wärmetauschersystem, das nur in einer Richtung um das Lüfterrad umwickelt ist

79. Wärmetauschersystem, das in links und rechts um das Lüfterrad umwickelt ist

80. P: Abstand der Innenkammer zur Brennkammer

84. Va: Venturi-Düse in der Brennkammer bei Ausgang A

85. Vb: Venturi-Düse in der Brennkammer bei Ausgang B

86. Vc: Venturi-Düse in der Brennkammer bei Ausgang C

87. Vd: Venturi-Düse im Abgasrohr I

88. Strömungsdrossel

89. vl.0: Abgasströmungsgeschwindigkeit nach der Brennkammer im Rohr I

90. v 1.1: Abgasströmungsgeschwindigkeit vor der Venturi-Düse im Rohr I

91. vl.2: Abgasströmungsgeschwindigkeit nach der Venturi-Düse im Rohr I

93. v2.0: Abgasströmungsgeschwindigkeit nach der Brennkammer im Rohr II

94. v2.1: Abgasströmungsgeschwindigkeit beim Austritt des Abgasohres II

96. v3.0: Abgasströmungsgeschwindigkeit nach der Brennkammer im Rohr III

97. v3.1: Abgasströmungsgeschwindigkeit vor der Venturi-Düse

100. Pa: statischer Druck am Eingang von Venturi-Düse Va

101. Pb: statischer Druck am Eingang von Venturi-Düse Vb

102. Pc: statischer Druck am Eingang von Venturi-Düse Vc

103. Pd: statischer Druck am Eingang von Venturi-Düse Vd

104. Pe: statischer Druck am Eingang vom Kühlrohr IV

106. Abgasrohr I: Rohr zwischen Brennkammer und Abgasaustritt aus dem Gerät

107. Abgasrohr II: zwischen Brennkammer und Abgasaustritt aus dem Gerät

108. Abgasrohr III: Verbindungsrohr zwischen Brennkammer und Abgasrohr I By-pass-Rohr für Strömungsgeschwindigkeits-Regelung

109. Abgasrohr IV: Verbindungsrohr zwischen Abgasrohr II und Brennkammer Zuführung von abgekühltem Abgas in die Brennkammer

110. Richtungsumlenkung eines Abgasrohres