13 October 2018

Schoorsteen voorkomt dat vlam uitwaait bij buiten koken

Vervelend: de wind die steeds de vlam van je gasstel uitblaast. Twee Zwitserse studenten bedachten hier een oplossing voor.

Wie deze zomer heeft gekampeerd, herkent het probleem: de vlam van een kampeergasstel is lastig aan te steken en aan te houden als het waait. Het is niet alleen frustrerend, maar ook inefficiënt: veel hitte van de vlam gaat door de wind verloren. Een pan water aan de kook brengen duurt zo een eeuwigheid.

De Zwitserse studenten Patrick Beutler (ETH Zürich) en Tobias Pestalozzi (Zürcher Hochschule der Künste) wilden hiervoor een oplossing bedenken. Onder begeleiding van promovendus Julian Ferchow ontwikkelden zij PeakBoil, een brander met een volledig afgeschermde vlam die de pan efficiënt van binnenuit verwarmt.

Betere kwaliteit vlam

In het PeakBoil-ontwerp is de gasbrander omsloten door een verbrandingskamer die vloeiend overgaat in een nauwe schoorsteen. Het gas stroomt door een aantal kleine buizen de verbrandingskamer binnen.

Het zogenoemde venturi-effect zorgt daarbij voor een lokale drukverlaging, waardoor de stroomsnelheid toeneemt. Hierdoor ontstaat een betere kwaliteit vlam en vindt een efficiëntere verbranding plaats.

Lucht voor de verbranding wordt door afgeschermde openingen in de onderkant van de gasbrander aangezogen. De buizen staan onder een hoek naar buiten gericht, zodat de vlammen goed de wand van de verbrandingskamer raken.

Gegolfde vorm

De verbrandingskamer en de schoorsteen hebben een gegolfde vorm, wat het contactoppervlak aan de buitenkant vergroot. Het materiaal is bovendien heel dun voor een optimale warmteoverdracht. De PeakBoil-brander past namelijk precies middenin een speciaal daarvoor gemaakte pan. De vraag is natuurlijk wel of een pan met een schoorsteen in het midden handig is om in te koken.

De speciale gegolfde vorm van de brander was alleen te maken via 3D-printen. Door Selective Laser Melting (SLM) werd de vorm opgebouwd uit metaalpoeder dat in laagdiktes van een dertigste mm aan elkaar werd gesmolten. De techniek SLM werd oorspronkelijk ontwikkeld voor prototypebouw, maar wordt steeds vaker voor productiedoeleinden ingezet.

Partner gezocht

Volgens de eerste prototypetests bovenop de Zwitserse berg Säntis werkt PeakBoil heel goed als je in de wind een pan water aan de kook probeert te brengen. Als volgende stap willen de studenten de gas- en luchtstroming verder optimaliseren om de efficiëntie te vergroten. Daarnaast hopen ze een partner te vinden om PeakBoil mee door te ontwikkelen voor productie.