DE3536008A1 - Backofen mit einer heizgas- oder heissluft-umwaelzheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Backofen mit Heizgas- oder Heißluft-Umwälzheizung gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Um mit derartigen Backöfen Backwaren gleichmäßiger Quali­ tät herstellen zu können, muß die gesamte Backfläche mög­ lichst gleichmäßig erwärmt werden. Aus diesem Grund werden die einzelnen Heizkanäle je nach Lage der Vor- bzw. Rück­ laufkanäle in einzelnen nebeneinanderliegenden Kammern in Längs- und/oder Querrichtung unterteilt. Die einzelnen Kammern sind entweder an der Eintritts- oder an der Aus­ trittsseite mit Klappen oder Schiebern versehen. Mittels dieser Klappen oder Schieber ist es möglich, durch Verän­ derung des Ein- bzw. Austrittsquerschnittes die Heizgas- bzw. Heißluftmenge der einzelnen Kammern der Heizgaska­ näle bzw. der einzelnen Herde zu verändern und somit die Wärmeverteilung über die gesamte Fläche der Heizgaskanäle bzw. Herde zu beeinflussen. Selbstverständlich ist es auch mög­ lich, durch gleichzeitiges Verstellen mehrerer Klappen die Temperatur einzelner Herde im Gesamten anzuheben oder ab­ zusenken. Die Einstellung der Klappen kann jedoch nur von ausgebildeten Fachleuten durchgeführt werden, da eine gleichmäßige Verteilung der Heizgase sehr viel Fingerspitzen­ gefühl und Erfahrung erfordert. Um ein Verstellen der Klap­ pen während des Betriebes des Backofens zu verhindern, werden diese in der Regel mit Schrauben fixiert. Da das Ergebnis der Klappeneinstellung üblicherweise über die Backergebnisse kontrolliert wird, ist die genaue Einregulierung eines Back­ ofens oft zeitaufwendig und teuer. Durch die Drosselung der Heizgasmenge vergrößert sich die Temperaturdifferenz in den einzelnen Kammern der Heizkanäle zwischen Heizgasein- und Heizgasaustritt wesentlich, so daß zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise das Auftragen von Isolierfarbe an zu heißen Stellen der Heizflächen, notwendig sind.

Außerdem hat es sich gezeigt, daß Backöfen der beschrie­ benen Art bereits auf geringe Veränderungen des Brennver­ haltens des Brenners und auch auf Veränderungen des Kamin­ zuges reagieren, so daß immer wieder teure Nachregulierung­ en notwendig sind. Ein weiterer Nachteil bekannter Backöfen mit Umwälzheizung ist, daß alle Herde bzw. die gesamte Back­ kammer mit der gleichen Temperatur gefahren werden müssen. Es sind zwar Backöfen mit Umwälzheizung bekannt, bei denen ein Herd bzw. eine Herdgruppe in der Temperatur reduziert oder abgeschaltet werden kann. Eine Beeinflussung der Ober- bzw. Unterhitze ist jedoch bei diesen Backöfen nicht vorge­ sehen. Da sich durch das teilweise Reduzieren bzw. Abschal­ ten der Umwälzung auch die Strömungsverhältnisse ändern, verändert sich auch die gleichmäßige Verteilung der Wärme innerhalb der Herde.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Backofen der eingangs be­ schriebenen Art zu schaffen, bei welchem die vorgenannten Mängel ausgeschaltet sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1-6 gekennzeich­ neten Maßnahmen gelöst.

Zur gleichmäßigen Verteilung der Heizgase in den Heizgaskanä­ len bzw. der Heißluft in den Herden oder in der Backkammer, werden in den einzelnen Kammern der Heizgaskanäle bzw. in den einzelnen Herden, unter Umständen auch direkt in den Backwaren, oder über die Höhe des Backraumes, an verschie­ denen Stellen, z. B. im rechten, mittleren und linken Drittel, oder im unteren, mittleren und oberen Drittel, Fühler ange­ ordnet, welche die jeweilige IST-Temperatur messen und die­ se an einen Rechner weitergeben.

Der Rechner vergleicht die erhaltenen IST-Temperaturen mit den jeweilig vorgegebenen SOLL-Temperaturen und gibt ent­ sprechende Befehle an Stellmotoren oder andere Stellglie­ der, welche die z. B. den einzelnen Kammern zugeordneten Klappen oder Schieber so lange öffnen oder schließen, bis die gewünschten SOLL-Temperaturen erreicht sind. Selbstver­ ständlich ist es auch möglich, durch zusätzliche Sollwert­ geber, z. B. in den einzelnen Herden, die Temperatur im Gan­ zen anzuheben oder abzusenken, oder das Verhältnis zwischen Unter- und Oberhitze zu verändern.

Bei Verwendung einer konsequenten Auf-Zu-Steuerung der Klappen oder Schieber verändert sich die Temperaturdifferenz in den einzelnen Kammern der Heizgaskanäle zwischen Heizgas­ ein- und Heizgasaustritt nicht, so daß auch die bisher zu­ sätzlich notwendigen Maßnahmen nicht mehr anfallen.

Es hat sich im übrigen als zweckmäßig erwiesen, das rückge­ führte Heizgas, bzw. die rückgeführte Heißluft, mit dem neu erzeugten Heizgas bzw. mit der wieder erwärmten Heiß­ luft zu vermischen und zu kontrollieren. Zu diesem Zweck werden zwischen dem Brenner bzw. Warmlufterzeuger und den Herden eine oder mehrere Mischklappen angeordnet. Zwischen den Mischklappen und den Herden sind an entsprechender Stel­ le Fühler vorgesehen, welche die jeweilige IST-Temperaturen messen und an einen Rechner weitergeben. Der Rechner ermit­ telt die vorhandenen Temepraturabweichungen und gleicht die­ se über Stellglieder, in Verbindung mit den Mischklappen, aus.

Da sich aufgrund der vielen Temperaturmöglichkeiten und da­ mit verbundenen vielfältigen Klappenstellungen laufend wech­ selnde Vor- und Rücklauftemperaturen ergeben, ist es zweck­ mäßig, den Fühler zum Ein- bzw. Ausschalten des Brenners im Abgas, z. B. Abgasrohr, bzw. an einer anderen entsprechenden Stelle anzuordnen. Die Abgastemperatur gibt Auskunft über die jeweilige Restwärme im Heizgas.

Um die Heizleistung des Brenners der jeweiligen in Betrieb befindlichen Heiz- oder Backfläche anzupassen, wird sowohl im Rücklauf des Heizgases bzw. der Heißluft, also vor der Erwärmung, als auch im Vorlauf des Heizgases bzw. der Heiß­ luft, also nach der Erwärmung, ein Fühler angeordnet, welcher die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf mißt, über einen Rechner vergleicht und die Heizleistung und/oder die Ventilatorleistung entsprechend ändert. Zweckmäßigerweise wird zum Beheizen des Backofens ein mehrstufiger oder modu­ lierender Brenner, oder ein entsprechendes elektrisches Heiz­ register verwendet.

Ebenfalls ist es zweckmäßig, an geeigneter Stelle einen Druck­ fühler anzuordnen, welcher die sich ständig ändernden Druck­ verhältnisse im Umwälzsystem mißt, diese einem Rechner zu­ führt, welcher die Drehzahl des Umwälzventilators so ändert, bzw. anpaßt, daß in den einzelnen offenen Kammern der Heiz­ kanäle bzw. in den offenen Herden eine konstante Heizgas- bzw. Heißluftgeschwindigkeit vorhanden ist.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen und anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 Einen vertikalen Längsschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Backofen mit Heizgas-Umwälzheizung mit zwei Herden.

Fig. 2 Einen horizontalen Querschnitt durch einen Heizgaska­ nal, längs der Linie A-A in Fig. 1

Fig. 3 Einen horizontalen Querschnitt durch die Backkammer, längs der Linie B-B in Fig. 1.

Fig. 4 Einen vertikalen Querschnitt durch den Vor- und Rücklaufkanal, längs der Linie C-C aus Rich­ tung X, in Fig. 1.

Fig. 5 Einen vertikalen Querschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Backofen mit Heißluft-Umwälzheizung mit ei­ ner Backkammer.

Fig. 6 Einen horizontalen Querschnitt durch die Backkammer, längs der Linie D-D in Fig. 5.

In den Fig. 1-4 sind verschiedene Schnitte einer erfindungs­ gemäßen Ausführungsform eines Backofens, eines sogenannten Eta­ genofens mit Heizgas-Umwälzheizung, dargestellt. Wie Fig. 1 zeigt, handelt es sich um einen Backofen mit zwei übereinandergelegenen Herden 1 und 2. Diese Herde können durch die Herdtüren 3, welche sich an der Vorderseite des Backofens befinden, mit Backwaren be­ schickt werden. Die beiden Herde werden mittels von Heizgas durchströmten Heizgaskanälen 4, welche ober- und unterhalb der Herde angeordnet sind, erwärmt. Die Erwärmung des Heizgases er­ folgt über den Brenner 5, wobei den Transport der Heizgase der Umwälzventilator 6 übernimmt. Durch das Abgasrohr 7 verläßt immer soviel Abgas das Umwälzsystem, wie Frischluft zur Ver­ brennung des Brennstoffes notwendig ist.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie die einzelnen Heizgaskanäle 4 in mehrere Kammern 7 unterteilt sind. Die zum Messen der jewei­ ligen IST-Temperaturen notwendige Fühler 8, sind im Ausfüh­ rungsbeispiel in der Nähe der Heizgasaustritte 9 angeordnet, während die zur Steuerung des Heizgases notwendigen Klappen 10 an den Heizgaseintritten 11 vorgesehen sind. Die zum Betätigen der Klappen 10 notwendigen Stellglieder 12 können an beliebi­ ger Stelle, z. B. rechts, links, über oder hinter dem Backofen, angeordnet werden. Ebenso kann der Rechner 13 innerhalb oder außerhalb des Backofens an beliebiger Stelle montiert werden.

In den Fig. 3 und 4 sind verschiedene Ausführungsformen und Anordnungen der Mischklappen 14, sowie der Fühler 15 und Stellglieder 16, gezeigt. Der Einbau derfolgt in der Regel im Vorlaufkanal 17, zwischen Brenner 5 und Heizgas­ kanaleintritten 11.

In den Fig. 5 und 6 sind Schnitte einer weiteren erfindungs­ gemäßen Ausführungsform eines Backofens, eines sogenannten Backschrankes, mit Heißluft-Umwälzheizung, dargestellt. Wie Fig. 5 zeigt, handelt es sich um einen Backofen mit nur einer Backkammer 21. Diese Backkammer kann durch die Backraumtür 3, welche sich an der Vorderseite des Backofens befindet, mittels eines Backwagens 22, mit Backwaren beschickt werden. Der Back­ raum wird durch Heißluft, welche direkt durch den Backraum strömt, erwärmt. Die Erwärmung der Heißluft erfolgt über einen Warmlufterzeuger 25, in Verbindung mit einem nicht ge­ zeigten Brenner. Selbstverständlich kann anstelle des Warm­ lufterzeugers 25 auch ein elektrisches Heizregister verwen­ det werden. Den Transport der erwärmten Heißluft übernimmt ein Umwälzventilator 26, bei dem gezeigten Ausführungsbei­ spiel ein sogenanntes Querstromgebläse. Die vom Brenner er­ zeugten Abgase verlassen den Warmlufterzeuger durch das Ab­ gasrohr 27.

Sowohl aus Fig. 5 als auch aus Fig. 6 ist ersichtlich, wie die linke Backkammerwand 29 in verschiedene Abschnitte unter­ teilt ist. Die zum Messen der jeweiligen IST-Temperatur not­ wendigen Fühler 28 sind an entsprechender Stelle in den ein­ zelnen Abschnitten angeordnet. Die zur Steuerung der Heißluft notwendigen Schieber oder Klappen 31 sind in den entsprechen­ den Abschnitten der rechten Backkammerwand 30 vorgesehen. Die Betätigung der Schieber 31 erfolgt ebenfalls über Stellglie­ der 32, welche an beliebiger Stelle des Backofens angeordnet werden können. Dasselbe gilt für den Rechner 33.

Claims (6)

1. Backofen mit einem oder mehreren Herden, bei welchem die Er­ wärmung der Teigstücke entweder indirekt durch Strahlung über ober- oder unterhalb der Herde angeordneten Heizgaskanäle, welche von Heizgas durchströmt werden, welches in einer Brenn­ kammer mit einem Brenner erwärmt und mittels eines Umwalzven­ tilators zu den den Herden zugeordneten Heizgaskanälen trans­ portiert wird, oder direkt durch Konvektion mit Heißluft, wel­ che in einem Warmlufterzeuger mit einem Brenner erzeugt und mittels eines Umwälzventilator durch die Herde transportiert wird, und daß den einzelnen Heizgaskanälen, bzw. den einzel­ nen Herden Klappen oder Schieber zugeordnet sind, mittels denen z. B. die Temperatur der einzelnen Herde sowohl über die Brei­ te, als auch im Ganzen beeinflußt werden kann, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den einzelnen Kammern der Heizgaskanäle bzw. in den einzelnen Abschnitten der Herde, bei Bedarf auch direkt in den Backwaren, Fühler angeordnet sind, welche die jeweilige IST-Temperaturen messen und die gemessenen Temperaturen an ei­ nen Rechner weitergeben, und daß der Rechner diese Temperatu­ ren mit den jeweiligen SOLL-Temperaturen vergleicht und ent­ sprechende Befehle an Stellmotoren oder andere Stellglieder gibt, welche die den einzelnen Kammern der Heizgaskanäle, bzw. den Abschnitten der Herde zugeordneten Klappen oder Schieber, so lange öffnen oder schließen, bis die gewünschten SOLL-Temperaturen erreicht sind. Zur An­ steuerung der Klappen bzw. Schieber kann sowohl eine reine auf-zu als auch eine stetige Regelung verwendet werden.

2. Backofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Vermischung des neu erzeugten Heizgases bzw. Heiß­ luft eine oder mehrere Mischklappen vorgesehen sind. Die­ se Mischklappen sind zwischen dem Brenner bzw. dem Warm­ lufterzeuger und den Heizgaskanälen, bzw. den Herden ange­ ordnet. Die Steuerung der Mischklappen erfolgt über Stell­ glieder, welche ihre Befehle von einem Rechner erhalten. Der Rechner erhält seine Informationen von Fühlern, welche zwischen den Mischklappen und den Heizgaskanälen, bzw. den Herden, angeordnet sind. Für die Ansteuerung der Mischklap­ pen wird vorteilhafterweise eine stetige Regelung verwendet.

3. Backofen nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler zum Ein- bzw. Ausschalten des Brenners im Abgas, z. B. im Abgasrohr, oder einer anderen entsprechenden Stel­ le sitzt.

4. Backofen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl im Rücklauf der Heizgase, bzw. Heißluft, also vor der Erwärmung, als auch im Vorlauf der Heizgase bzw. der Heißluft, also nach der Erwärmung, ein Fühler sitzt, wel­ cher die Temperatur- und/oder Druckdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf mißt, über einen Rechner vergleicht, und daß sowohl die Brennerleistung und/oder die Ventilatorleistung der jeweiligen Temperatur-, bzw. Druckdifferenz angepaßt wird.

5. Backofen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen der Heizgase, bzw. Heißluft, ein mehr­ stufiger oder modulierender Brenner, oder ein entsprech­ endes elektrisches Heizregister verwendet wird.

6. Backofen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umwälzung der Heizgase bzw. Heißluft ein in der Drehzahl mehrstufig oder stufenlos verstellbarer Ven­ tilator verwendet wird.