DE3031041C2 - Gas- oder elektrisch beheizter Umluftofen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Gas- oder elektrisch beheizten Umluftofen zum Garen von Lebensmitteln mit mindestens zwei Gebläsen und einer Steuereinrichtung für die Gebläse zum Beeinflussen der Strömung der Luft im Umluftofen.

Ein derartiger Ofen ist aus der FR-PS 14 35 706 bekannt.

Beim bekannten Ofen sind zwei Gebläsemotoren mit entgegengesetzter Drehrichtung vorgesehen und die Strömung der Luft im Umluftofen wird dadurch beeinflußt, daß immer einer der beiden Motoren mit wesentlich geringerer Drehzahl läuft als der andere, so daß immer eines der beiden Gebläse bestimmend ist und sich durch entsprechendes Umschalten einmal die eine und dann wiederum eine andere Richtung des Luftstromes einstellt.

Die bekannte Anordnung hat damit den Nachteil, daß immer mit erheblichen Förderverlusten gearbeitet werden muß, weil das Gebläse mit der höheren Drehzahl gegen das Gebläse mit der niedrigeren Drehzahl anarbeiten muß. Es ergibt sich damit ein schlechter Wirkungsgrad der Förderleistung und damit eine negative Beeinflussung der Luftströmung.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Ofen der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß. eine Beeinflussung der Strömung der Luft im Umluftoten und damit der Strömung über und um das Gargut im Umluftofen mit hohem Wirkungsgrad erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gebläse als in beiden Drehrichtungen arbeitende Radialgebläse mit radialen Schaufeln oder Querstromgebläse ausgebildet sind und daß die Steuereinrichtung eine Umsteuerung aufweist, mittels der die Drehrichtung der Gebläse insgesamt oder jedes einzelnen Gebläses für sich umschaltbar ist.

Auf diese Weise steht immer die volle Förderleistung der Gebläse zur Verfugung, so daß sich ein hoher Wirkungsgrad der Luftförderung ergibt. Darüber hinaus ergibt sich aufgrund der verwendeten Gebläse eine hochturbulente Strömung, bei der eine große Querbewegung eintritt, typischerweise liegt das Verhältnis von Hauptgeschwindigkeit zur Quergeschwindigkeit bei ungefahr 10:1. Diese Turbulenz ist für den Feuchtigkeitsund Temperaturaustausch von großer Wichtigkeit, so daß zusammen mit der Drehrichtungsänderung ein vom Backgut aus betrachtetes, sehr gleichmäßiges, d. h. homogenes Temperatur- und Feuchtigkeitsfeld entsteht, das ein sehr gleichmäßiges Backen zur Folge hat Bedingt durch die mit der hohen inneren Turbulenz verbundenen, relativ hohen Umwälzgeschwindigkeiten ist zudem ein sehr gleichmäßiges Temperatur- und Feuchtigkeitsfeld im wesentlichen orts- und zeitunabhängig vorhanden, was auch zu hohen Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Backgut und Umluft führt. Demzufolge kann bei dem erfindungsgemäßen Umluftofen im Hauptluftstrom ohne Lochbleche und ausschließlich mit Kanäle festlegenden Wänden gearbeitet werden.

Der erfindungsgemäße Ofen eignet sich daher insbesondere für etagenlose Backräume, weil nicht nur eine zweidimensionale, sondern auch eine dreidimensionale Turbulenz in der Umluft entsteht, während beim bekannten Uinluftofen lediglich eine im wesentlichen laminare Strömung über das Backgut um 180° in der Richtung umschaltbar ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Gebläse Radialgebläse mit horizontaler Drehachse oder Querstromgebläse mit vertikaler Drehachse.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Gebläse an der Rückwand des Ofens angeordnet werden können, so daß sich eine besonders gute Zugänglichkeit des Ofeninnenraumes von vorne ergibt.
Weiterhin ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei

so der bei Ausbildung der Gebläse als Radialgebläse etwa halbzylinderschalenförmige Gebläsegehäuse vorgesehen sind, welche die Radialgebläseläufer einhüllen.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß bei Drehrichtungsumkehr der Radialgebläseläufer zwei unterschiedliehe Verläufe für die sich einstellenden Umluftströmungen einstellbar sind.

Dies gilt beispielsweise dann, wenn in bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Gebläse symmetrisch bezüglich einer Ofenmittelebene angeordnet sind, beispielsweise zu viert an der Rückwand des Ofens. Dann ergibt sich bei jeweils paarweise gegensinnig laufenden Radialgebläseläufern in der einen Drehrichtung eine bevorzugte Strömung in der horizontalen Mittelebene des Ofeninnenraumes und in der anderen Drehrichtung eine Bevorzugung eines tiefer liegenden Teiles des Innenraumes.

Schließlich ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der bei Ausbildung der Gebläse als Radialgebläse diese

symmetrisch neben einem Flammenbeet angeordnet sind, wobei gegenüber dem Flammenbeet eine Leitwand angeordnet ist, die gegenüber den Gebläsen eine Austrittsdüse für den Verbrennungsgasstrom bildet, und wobei ferner an der Seite der Leitwand an ihren Seiten ein Leitblech zugeordnet ist, das mit der Leitwand einen Umluftkanal bildet, derart, daß der Verbrennungsgasstrom gegen die Mündung der Radialgebläseläufer und in den Strom der Umluft geleitet wird, der aus dem Umluftkanal austritt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine definierte Durchmischung von Umluft und Verbrennungsgas im Radialläufer der Gebläse eintritt, was eine vollkommene Durchmischung beider Gasströmungen zur Folge hat, so daß der aus den Radialgebläseläufern austretende Luftstrom eine besonders gleichmäßige Temperatur aufweist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch einen Umluftofen der gasbeheizten Bauart mit einer geraden Anzahl von Umluftgebläsen nach der Schnittlinie 1-1 der F i g. 2.

F i g. 2 einen Schnitt durch den Ofen nach F i g. 1, gemäß Schnittlinie H-Il.

F i g. 3 einen Schnitt durch den Ofen nach Schnittlinie Ill-lIIder Fig. 1.

Fig.4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes aus dem Gasbrenner-Mischraum mit einem in zwei Richtungen gewellten, keramischen Düsenblock mit Haupt- und Pilotdüsen sowie dem stilisiert dargestellten Flammenbeet.

Der Backofen 1 weist eine klappbare Vorderwand 2 sowie zwei Seitenwände 3 und 4 auf und eine Rückwand 5. Unten ist er mittels eines Bodens 6 abgedeckt. Die Abdeckung ist nicht dargestellt. Die Wände mit dem Boden legen im Hauptteil, welcher vorne liegt, einen Backraum 7 fest. An der Rückwand 5 ist ein Gasbrennermischraum 8 mit einer Gaszufuhrleitung 11 vorgesehen. Daneben liegen vier symmetrisch dazu angeordne- -to te Motoren 9 und 10. Es ist möglich, nur zwei oder sechs derartige Motoren, die auf einem Rechteck oder einem Quadrat liegen, vorzusehen. Die Motoren 9 und 10 treiben Radialgebläseläufer 12 und 13 mit Gebläsegehäusen 36 an, die aber grundsätzlich auch durch Querstromgebläse ersetzt werden können. Unmittelbar gegenüber dem Gasbrennermischraum 8 liegt ein Wärmetauscher in Form einer Strahlungs-, Konvektions- und Leitwand 15. Der Weg, den die aus dem Gasbrennermischraum 8 ausströmenden Verbrennungsgase nehmen, ist mittels Pfeilen 17 gekennzeichnet. Die Wand 15 legt an den beiden Seiten der Strahlungs- und Leitwand 15 eine Austrittdüse 19 fest, welche den Verbrennungsgasstrom gegen die Mündung der Radialgebläseläufer t?., 13 und in den Strom der Umluft leitet, der durch einen Umluftkanal 22 eintritt. Der Umluftkanal 22 wird durch die Wand 15 und das Leitblech 21 gebildet.

Die Leitbleche 21 legen einen Ansaug- bzw. Mischraum 24 fest, der sicherstellt, daß die beiden Gebläse nicht die heißen Verbrennungsgase direkt, sondern eine Mischung von Luft und Verbrennungsgasen mit einer Temperatur von normalerweise zwischen 160 und 300°C ansaugen. Gegen die Backraumseite hin ist die Strahlungs- und Leitwand 15 mit einem Umluftteiler 25 versehen, welcher, zusammen mit den Kammerwänden t>5 und den übrigen Einbauten, eine Zirkulation der Backluft ergibt, die infolge hoher innerer Turbulenz auch für ein einigermaßen gleichmäßiges Temperaturfeld der Backiuft im Ofen sorgt

Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, handelt es sich bei der Heizquelle um eine flächenartige Strahlungs-Heizquelle, die zugleich zum Erhitzen der Umluft dient Wenn als Gasbrenner ausgebildet, besteht sie aus einem Düsenblock 28 aus keramischem Material, welcher vorzugsweise in einer Richtung (F i g. 2) oder in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen (F i g. 4) gewellt ist, so daß Wellenberge 33 und Wellentäler 34 entstehen. Auf ilen Wellenbergen 33 sind nebeneinanderliegend Hauptdüsen 29 vorgesehen, während in den Wellentälern 34 die Nebendüsen 30 für die Pilotflammen vorgesehen sind. Die Düsen 29 und 30 stehen in Verbindung mit dem Gasbrennermischraum 8. Sie sind so ausgebildet, daß sie bei brennenden Flammen ein kurzflammiges, zusammenhängendes Flammenbeet 31 bilden, das rechieckig ausgebildet und, wie die F i g. 1 und 2 zeigen, stehend angeordnet ist. Auf dessen Längsseiten sind symmetrisch vier Radialgebläseläufer 12, 13 vorgesehen. Durch diese bezüglich Ofenmittelebene symmetrische Ausbildung wird eine möglichst gleichmäßige und damit temperaturkonstante Strömung im ganzen Backraum 7 erzeugt. Dem gleichen Zwecke dienen die Gebläsegehäuse 36, welche als zylindrische Halbschalen ausgebildet sind, während die Laufräder der Radialgebläse mit radialen Schaufeln ausgerüstet sind, so daß deren CharaMeristik unabhängig von der Laufrichtung ist.

Durch diesen symmetrischen Aufbau kann auf im Backraum eingebaute Leitbleche zur Leitung der Warmluft, normalerweise Schlitzbleche, verzichtet werden. Es ist dadurch möglich, das Backofeninnere wesentlich einfacher reinzuhalten. Durch entsprechende Regelorgane kann auch die durch die Gebläse umgewälzte Luftmenge dem Backgut angepaßt werden.

Es ist natürlich möglich, anstelle der Gasheizung eine entsprechende elektrische Heizung vorzusehen. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist bei der Gasausführung über dem Flächenbrenner eine Explosionsklappe vorgesehen, um im Falle einer Verpuffung die Zerstörung von Backofenteilen zu verhüten. Ferner ist zur Erreichung einer ausgleichenden und gleichmäßigen Strömung ein Zeitrelais, das von Hand verstellbar bzw. schaltbar ist, vorgesehen, um die Motoren zu steuern und die Gebläse im Gegendrebsinn anzutreiben. Es kann auch ein thermostatgesteuerter Mikroprozessor diese Funktionen übernehmen. Damit kann eine vollständigere Homogenität der Luft, ein Vorteil für das Backprogramm, erreicht werden. Diese Drehrichtungsänderungen der Gebläse — es kann auch das eine in der einen und das andere in der anderen Richtung drehen — werden vorzugsweise periodisch vorgenommen. Durch die Anwendung mehrerer kleinerer Gebläsr erfolgt eine wesentliche Lärmreduktion. Auch ist es möglich, durch entsprechende Platzausnützung minimale Außenabmessungen bei maximalem Nutraum sowie sehr homogene Geschwindigkeits- und Temperaturfelder im Backraum zu erreichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gas- oder elektrisch beheizter Umluftofen zum Garen von Lebensmitteln mit mindestens zwei Gebläsen und einer Steuereinrichtung für die Gebläse zum Beeinflussen der Strömung der Luft im Umluftofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse als in beiden Drehrichtungen arbeitende Radialgebläse mit radialen Schaufeln oder Querstromgebläse ausgebildet sind und daß die Steuereinrichtung eine Umsteuerung aufweist, mittels der die Drehlichtung der Gebläse insgesamt oder jedes einzelnen Gebläses für sich umschaltbar ist

2. Umluftofen nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse Radialgebläse mit horizontaler Drehachse oder Querstromgebläse mit vertika'er Drehachse sind.

3. Umluftofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Gebläse ais Radialgebläse etwa halbzylinderschalenföimige Gebläsegehäuse (36) vorgesehen sind, welche die Radialgebläseläufer (12,13) einhüllen.

4. Umluftofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse symmetrisch bezüglich einer Ofenmittelebene angeordnet sind.

5. Umluftofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Gebläse als Radialgebläse diese symmetrisch neben einem Flammenbeet (31) angeordnet sind, daß gegenüber dem Flammenbeet (31) eine Leitwand (15) angeordnet ist, die gegenüber den Gebläsen eine Austrittsdüse (19) für den Verbrennungsgasstrom bildet, und daß der Leitwand (15) an ihren Seiten ein Leitblech (21) zugeordnet ist, das mit der Leitwand einen Umluftkanal (22) bildet, derart, daß der Verbrennungsgasstrom gegen die Mündung der Radialgebläseläufer (12, 13) und in den Strom der Umluft geleitet wird, der aus dem Umluftkanal (22) austritt.