DE10121415A1 - Stikkenofen - Google Patents
StikkenofenInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ofen, insbesondere einen sogenannten Stikkenofen. Dieser besitzt anstelle eines herkömmlichen Wärmetauschers eine Wärmetauscherwand (2), die flach ausgebildet ist und einen Heizgaskanal (20) von einem Heißluftheizkanal (4) trennt.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ofen und ins
besondere auf einen Stikkenofen bzw. Backschrank.
Ein herkömmlicher Stikkenofen besitzt eine Backkammer, in der
beispielsweise Brot, Brötchen, Brezen etc. gebacken werden
können. Das Backgut wir dabei in einem Backgutträger, auch
Backwagen bzw. Stikkenwagen genannt, angeordnet. Der Backwagen
ist fahrbar, so daß er bereits vor dem Backvorgang außerhalb
des Ofens bestückt werden kann und dann komplettiert in den
Ofen gefahren werden kann. Im Ofen steht der Backwagen auf ei
ner angetriebenen Drehplatte, mit der der Backwagen während
des Backvorgangs gedreht werden kann, um das Backgut gleichmä
ßig zu backen. Alternativ kann eine Hebevorrichtung im Ofen
vorgesehen sein, die zudem auch als Drehvorrichtung fungiert
so daß sie drehend angetrieben werden kann. Der Backwagen wird
dann im Ofen aufgehängt so daß er frei schwebt und mit Hilfe
der Drehvorrichtung in der Backkammer rotiert.
Der Backofen wird durch Umwälzung von Heißluft mittels einem
oder mehrerer Heißluftgebläse beheizt.
Zum Heizen kann Öl, Gas oder elektrische Energie verwendet
werden. Zur Erwärung der zum Backen notwendigen Heißluft dien
te bisher ein Wärmetauscher, wie beispielweise ein Röhrentau
scher oder ein Taschentauscher. Ein Röhrentauscher beispiels
weise weist mehrere Rohre auf, die durch eine Heizkammer lau
fen. Durch die Rohre strömt das heiße Abgas eines Brenners.
Mittels Ventilatoren wird die zu erhitzende Luft durch diese
Heizkammer geleitet, so daß die Luft die Wärme, die die Rohre
abgeben, aufnehmen kann. Von der Heizkammer wird die erwärmte
Heißluft in die Backkammer weitergeleitet und bringt die Back
kammer auf die gewünschte Backtemperatur.
Alle Ausführungen der Wärmetauscher müssen aus hitzebeständi
gen Werkstoffen gefertigt werden. Diese Wärmetauscher haben
eine beträchtliche Größe, so daß dadurch der Ofen insgesamt
einen großen Platz benötigt. Das macht den Ofen sperrig und
zudem teuer. Der Wärmetauscher darf jedoch auch nicht überhit
zen. Um eine Überhitzung zu verhindern, muß der Wärmetauscher
gekühlt werden. Dazu ist ein hoher Luftdurchsatz der Heißluft
nötig, der nur durch eine hohe Laufgeschwindigkeit der Venti
latoren realisiert werden kann. Die Ventilatoren müssen zu
diesem Zweck in der Regel mit einer hohen Laufgeschwindigkeit
betrieben werden. Die dadurch erzielte hohe Luftmenge kühlt
zwar den Wärmetauscher ausreichend, bringt jedoch den Nachteil
mit sich, daß das Backgut stärker austrocknet, was zu einer
Qualitätsminderung der Ware führt. Außerdem müssen Ventilator
laufräder mit einem großen Platzbedarf verwendet werden (gro
ßer Durchmesser bei Radialventilatoren oder großer Länge bei
Querstromgebläsen). Dies führt ebenfalls zu hohen Herstel
lungskosten.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Wärmetauscher liegt in
ihrer aufwendigen und damit auch sehr teuren Herstellung. Noch
gravierender sind die Kosten für Reparatur oder Austausch.
Liegen die Kosten für die Herstellung beispielsweise derzeit
(2001) bei ca. DM 5000,--, so belaufen sich die Kosten bei ei
nem späteren Austausch auf ca. DM 10.000,-- bis DM 12.000,--.
Trotz der Verwendung von hitzefesten Werkstoffen ist ein Aus
tausch nach max. zehn Jahren unumgänglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ofen zu
schaffen, mit dem nicht nur die Anschaffungskosten, sondern
auch der Platzbedarf reduziert werden. Außerdem soll der Ofen
wartungsarm und kostengünstig im Betrieb sein; insbesondere
soll eine Reparatur oder der Austausch eines Wärmetauschers
einfacher und kostengünstiger sein. Dies alles soll möglich
sein, ohne dabei Qualitätseinbußen am Backgut hinnehmen zu
müssen.
Diese Aufgabe wird mit einem Ofen gelöst, der die Merkmale des
Anspruchs 1 enthält.
Vorteilafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü
che.
Durch die Gestaltung des Wärmetauschers als Wand wird eine äu
ßerst kostengünstige Herstellung möglich. Darüber hinaus sorgt
die große Fläche der Wand für eine effiziente Wärmeübertra
gung, so daß ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird.
Die Wand kann in vorteilhafter Weise als flächiges Element
ausgebildet sein, da sich hierdurch zum Einen die kostengün
stigste Herstellung erzielen läßt, und da sich zum Anderen ei
ne flächige Ausbildung aufgrund der üblichen Gestaltung einer
Backkammer hervorragend in einen Ofen integrieren läßt. Dabei
ist es günstig, wenn die Wärmetauscherwand mindestens die hin
tere Hälfte der Backkammer umgibt. Eine einfache und kosten
günstige Konstruktion wird erzielt, wenn die Wärmetauscherwand
ein kreissegmentartiges oder ein vieleckiges Profil hat. Da
durch bleibt der wandartige Charakter des Wärmetauschers er
halten und die notwendige Geometrie zur Erzeugung einer Back
kammer kann auf einfachste Weise hergestellt werden. Die Wär
metauscherwand kann die Backkammer theoretisch direkt begren
zen und somit gleichzeitig eine Backkammerwand bilden. Vor
teilhaft ist es jedoch, wenn eine separate Backkammerwand aus
gebildet wird, die einen wesentlichen Teil der Backkammer be
grenzt, und die Wärmtauscherwand in einem gewissen Abstand
hinter der Backkammerwand außerhalb der Backkammer angeordnet
ist.
Besonders vorteilhaft ist die Konstruktion eines Heißluftheiz
kanals, der durch die von der Backkammer abgewandte Seite der
Backkammerwand und die der Backkammerwand zugewandte Seite der
gegenüberliegenden Wärmetauscherwand gebildet wird. Dadurch
entsteht auf einfachste Weise ein Kanal, der im wesentlichen
die gesamte Bauhöhe der Backkammerwand und einen Großteil der
Umfangserstreckung der Backkammerwand einnehmen kann. Dabei
wird das Volumen des Heißluftheizkanals durch die Abmessungen
der Wände und den Abstand der Wärmetauscherwand zur Backkam
merwand definiert. Die Wärmetauscherwand ist in vorteilhafter
Weise an die Abmessungen der Backkammerwand angepaßt. Dadurch
wird eine sehr große Fläche geschaffen, die als Wärmetauscher
verwendet werden kann.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn auf der der Backkammerwand
abgewandten Seite der Wärmetauscherwand ein Heizgaskanal ge
bildet wird, indem eine Kanalwand vorgesehen ist, die in einem
gewissen Abstand von der Wärmetauscherwand angeordnet ist.
Diese Kanalwand kann wiederum den Abmessungen der Wärmetau
scherwand angepaßt sein. Dadurch kann der Heizgaskanal über
eine in etwa gleich große Fläche wie der Heißluftheizkanal
verfügen, was für einen effizienten Wärmeübergang sorgt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Heizgas durch den Heiz
gaskanal und die Heißluft durch den Heißluftheizkanal in ent
gegengesetzten Richtungen strömen. Durch dieses sogenannte Ge
genstromprinzip kann ebenfalls für eine effiziente Wärmeüber
tragung gesorgt werden.
Besonders vorteilhaft ist zudem die Verwendung eines Radialge
bläses. Erst durch die erfindungsgemäße Wärmetauscherwand wird
es möglich, das Radialgebläse so anzuordnen, daß dessen Achse
waagrecht, also parallel zum Ofenboden, steht, wodurch Bauraum
eingespart werden kann.
Durch die Verwendung von St 12-03 Stahl für die Wärmetauscher
wand ist Herstellung kostengünstig. Außerdem kann eine Repara
tur einfach und kostengünstig durchgeführt werden, da defekte
Stellen durch einfaches Einschweißen von Reparaturblechen re
pariert werden können. Diese Reparaturarbeiten sind aufgrund
der einfachen Wandgeometrie der Wärmetauscherwand zudem ein
fach durchzuführen.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Schwadenerzeuger zur Er
zeugung von Dampf im Heißluftheizkanal vorgesehen wird. Als
besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Schwadener
zeuger kurz vor dem Ende des Heißluftheizkanals vorgesehen
wird. Weil die Luft im Heißluftheizkanal (bei herkömmlichen
Öfen bis ca. 430°C bei 270°C Backraumtemperatur) große Mengen
an Wasser aufnehmen kann, wodurch zwar die geringe relative
Luftfeuchtigkeit steigt, aber auch die Temperatur sinkt, was
unerwünscht ist, soll der entstehende "übersättigte Nassdampf"
nicht in den Heißluftheizkanal, sondern in die Backkammer ein
dringen. Der Dampferzeiger bildet im Heißluftheizkanal einen
kleinen Strömungswiderstand, wodurch zum Einen (durch geeigne
te Formung) die Heißluft noch einmal über die ganze Kanalhöhe
verteilt wird, und zum Anderen dem Nassdampf der Weg in den
Heißluftheizkanal versperrt wird. Besonders vorteilhaft es da
her, den Dampferzeuger dicht vor der Luftaustrittsöffnung und
gleichzeitig an der heißesten Stelle des Heißluftheizkanals
anzuordnen. Wenn dem Schwadenerzeuger Wasser zugeführt wird,
verdampft dies augenblicklich. Dieser Dampf muß nur noch eine
kurze Distanz bis zu den Luftaustrittsöffnungen überwinden, um
zum Backgut in der Backkammer zu gelangen. Dadurch kann ver
hindert werden, daß sich der Dampf nach seiner Erzeugung in
großem Umfang stärker aufheizt. Es ist nämlich wünschenswert,
möglichst "kühlen" Dampf an das Backgut zu bringen, damit der
Dampf dort schnell kondensiert und die Feuchtigkeit die Poren
des Backguts verschließt. Dadurch kann die Qualität des Back
guts stark verbessert und ein Austrocknen verhindert werden.
Die Erfindung soll nun anhand zweier bevorzugter Ausführungs
beispiele erläutert werden. Die nachfolgende Beschreibung gilt
zunächst für beide Ausführungsbeispiele. Auf die Unterschiede
in beiden Ausführungsbeispielen wird später eingegangen.
Fig. 1 ist eine geschnittene Draufsicht eines Stikkenofens ge
mäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 ist eine geschnittene Draufsicht eines Stikkenofens ge
mäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Die Öfen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels sind
im wesentlichen gleich aufgebaut. Eine Backkammer 1 wird von
einer Backkammerwand 18 und einer Backkammertür 9 gebildet.
Selbstverständlich ist die Backkammer oben und unten durch
weitere Wandelemente begrenzt. Da die Fig. 1 und 2 den Ofen
jeweils im Schnitt von oben zeigen ist hier nur der Boden
sichtbar. In beiden Ausführungsbeispielen ist am Boden der
Backkammer eine Drehplatte 7 vorgesehen. Diese Drehplatte 7
wird über einen (nicht dargestellten) Elektromotor drehbar an
getrieben. Ein Backgutträger 6 kann in die Backkammer 1 einge
bracht und auf der Drehplatte 7 plaziert werden. Der Backgut
träger 6 besteht aus einem Gestell mit Rädern an seiner Unter
seite. In dem Gestell sind mehrere Backbleche eingeschoben,
auf denen Backgut, wie beispielsweis Brötchen, 22 liegt. Al
ternativ (nicht gezeigt) kann der Backgutträger auch eine Auf
hängevorrichtung aufweisen, mit der er an einer (ebenfalls
nicht gezeigten) Drehvorrichtung in der Backkammer aufgehängt
werden kann. Die Aufhängevorrichtung ist dann ebenfalls über
einen Motor drehbar angetrieben.
Auf einer Seite der Backkammer 1, in den Fig. 1 und 2 auf
der linken Seite von oben betrachtet, ist ein Brenner 16 vor
gesehen. Er befindet sich seitlich neben der Backkammer 1, al
so außerhalb der Backkammerwand 18 in einer separaten Kammer.
Der Brenner 16 dient zur Erzeugung von Rauch- oder Heizgas,
indem Luft mittels Gas, Öl, etc. verbrannt wird. Als Verbren
nungsluft dient Außenluft, die entweder aus dem Raum genommen
wird, in dem der Ofen steht, oder die über eine Leitung von
außen herangeführt wird. Durch die Verbrennung der Außenluft
entsteht das heiße Rauch- oder Heizgas.
Auf der anderen Seite der Backkammer 1, in den Figuren seit
lich rechts von oben gesehen, also ebenfalls außerhalb der
Backkammer 18, ist ein Gebläse 12 in einer separaten Kammer
vorgesehen. Hier ist das Gebläse als Radialgebläse ausgebil
det, das über einen Motor 13 angetrieben wird. Die Drehzahlen
können selbstverständlich variabel eingestellt werden. Der
Durchmesser des Lüfterrades beträgt in beiden Ausführungsbei
spielen 450 mm. Das Gebläse ist so angeorndet, daß dessen Achse
waagrecht, also parallel zum Ofenboden, verläuft.
Auch wenn es in den meisten Fällen ausreicht, ein Radialgeblä
se vorzusehen, so ist es selbstverständlich auch möglich, meh
rere Radialgebläse zu verwenden. Diese könnten in vorteilhaf
terweise übereinander angeordnet werden.
Ein Einlaß 21 ist in der Backkammerwand 18 angrenzend an das
Gebläse 12 vorgesehen. Durch ihn kann die zu erhitzende Luft
aus der Backkammer 1 angesaugt werden.
Ferner ist eine Luftmengenklappe 10 vorgesehen, die dazu
dient, einen Teil der vom Gebläse geförderten Luftmenge über
einen Bypasskanal 23 direkt zu einer Ansaugöffnung des Geblä
ses zurückzuführen. Die Luftmenge läßt sich damit im vorlie
genden Ausführungsbeispiel um maximal 20% reduzieren. Eine
Microprozessorsteuerung, die den Ofen steuert, mißt die Ge
schwindigkeit, mit der die Temperatur steigt. Abhängig von
dieser Geschwindigkeit wird die Luftmengenklappe geöffnet.
Leichte Ware wie beispielsweise Blätterteig, Windbeutel,
Croissants etc., sowie Kleingebäck, welches auf Backpapier ge
backen wird, können besser mit geringeren Luftgeschwindigkei
ten bzw. Luftmengen gebacken werden. Da diese Waren aber auch
gleichzeitig nur wenig Wärme aufnehmen, steigt die Temperatur
entsprechend schneller an. Mit Hilfe der Geschwindigkeit, mit
der die Temperatur steigt, wird die Luftmenge also automatisch
gesteuert.
Hinter der Backkammerwand 18 verläuft in einem gewissen Ab
stand eine weitere Wand um die Backkamerwand 18 herum, bis in
etwa auf die Höhe der separaten Kammer, in der der Brenner 16
untergebracht ist. Die Wand soll im Folgenden als Wärmetau
scherwand 2 bezeichnet werden. Sie stellt den eigentlichen
Wärmetauscher dar.
Zwischen der Wärmetauscherwand 2 und der Backkammerwand 18
entsteht auf diese Weise ein Heißluftheizkanal 4. Der Eingang
des Heißluftheizkanals befindet sich direkt im Anschluß an die
Kammer, in der sich das Gebläse 12 befindet. Das Gebläse, das
die Luft aus der Backkammer 1 ansaugt, fördert sie anschlie
ßend in den Heißluftheizkanal 4, wo sie um die Backkammer 1
herum geleitet wird. Am anderen Ende des Heißluftheizkanals 4,
neben dem Brenner 16 auf der der Backkammer 1 zugewandten Sei
te, befindet sich der Ausgang. Dort sind Luftaustrittsöffnun
gen 17 in der Backkammerwand 18 ausgebildet. Durch diese kann
die Heißluft in die Backkammer 1 gelangen.
Auf der von der Backkammerwand 18 abgewandten Seite der Wärme
tauscherwand 2 befindet sich ebenfalls in einem gewissen Ab
stand eine Kanalwand 19. Zwischen der Kanalwand 19 und der
Wärmetauscherwand 2 wird ein Rauch- bzw. Heizgaskanal 20 ge
bildet. Selbstverständlich ist der Rauchgaskanal 20 nach oben
und nach unten ebenfalls über entsprechende (nicht gezeigte)
Wandelemente abgeschlossen. Der Rauchgaskanal 20 hat einen
Eingang im Anschluß an die separate Kammer, in der der Brenner
16 angeordnet ist. Er verläuft um die Wärmetauscherwand 2 her
um von einer Seite des Ofens zur anderen Seite. Am anderen En
de des Rauchgaskanals 20, in den Figuren seitlich hinten
rechts dargestellt, befindet sich der Ausgang des Heizkanals.
Dort ist ein Kamin 15 vorgesehen. Durch den Kamin 15 wird das
Rauchgas abgeleitet.
Die Wärmetauscherwand 2 besteht in den vorliegenden Ausfüh
rungsbeispielen aus Metall, vorzugsweise aus Stahl St 12-03
und hat eine Dicke von ca. 2,5 mm. Aufgrund der guten Wärme
leiteigenschaften von Metall nimmt die Wärmetauscherwand die
Wärme von dem Rauchgas auf der einen Seite sehr schnell auf
und kann sie auch ebenso schnell wieder an die die Backkammer
erhitzende Luft auf der anderen Seite übertragen. Der Stahl
ist langlebig und wenig störanfällig. Sollte er doch einmal
defekt sein, so ist seine Reparatur äußerst einfach. Die man
gelhafte Stelle wird einfach herausgeschnitten und an diese
Stelle wird ein Reparaturblech eingeschweißt. Allerdings soll
bereits an dieser Stelle betont werden, daß die Wärmetauscher
wand 2 keineswegs nur auf dieses Material beschränkt ist.
Die Wärmetauscherwand 2 umhüllt in etwa die halbe Backkammer
1, indem sie sich vom Brenner 16 um die Backkammer 1 herum bis
zum Gebläse 12 erstreckt. Sie nimmt dabei ungefähr die Abmes
sungen der Backkammerwand 18 ein. Im vorliegenden Ofen hat die
Backkammerwand 18 eine Höhe von ca. 2 m und eine seitliche Er
streckung vom Brenner bis zum Gebläse von ca. 2,5 m. Entspre
chend groß ist die Fläche der Wärmetauscherwand 2, die sich
hinter der Backkammerwand 18 befindet und diese umgibt. Diese
riesige Fläche ist hervorragend dazu geeignet, Wärme von der
durch das Rauchgas erhitzten Seite aufzunehmen und auf der an
deren Seite abzugeben.
Sowohl in dem Heißluftheizkanal 4 als auch in dem Rauchgaska
nal 20 können Luftleitbleche bzw. Luftverwirbelungsbleche an
geordnet sein, die hier jedoch nicht dargestellt sind. Diese
Luftleitbleche dienen dazu, die vom Radialgebläse in den Heiß
luftheizkanal 4 eingesaugte Luft gleichmäßig an der Wärmetau
scherwand 2 zu verteilen, bzw. das vom Brenner 12 erhitzte
Heizgas zu verwirbeln und an der gesamten Wärmetauscherwand 2
zu verteilen.
Im Heißluftheizkanal 4 ist außerdem ein Schwadenerzeuger 14
vorgesehen. Der Schwadenerzeuger ist hier nur schematisch dar
gestellt. In den beiden hier gezeigten Ausführungsbeispielen
ist der Schwadenerzeuger 14 am Ende des Heißluftheizkanals 4,
kurz vor den Luftaustrittsöffnungen 17, angeordnet. Durch den
Schwadenerzeuger wird Dampf in einer gewünschten Menge erzeugt
werden, indem dem Schwadenerzeuger 14 über (nicht dargestell
te) Lanzen Wasser in der erforderlichen Menge zugeführt wird.
Da der Schwadenerzeuger im Betrieb ebenfalls sehr heiß wird,
verdampft dieses Wasser sofort. Durch die Anordnung des Schwa
denerzeugers in der Nähe der Luftaustrittsöffnungen 17 gelangt
der Dampf unmittelbar nach seiner Erzeugung an das Backgut, da
der Weg dorthin der kürzest mögliche ist. Dadurch kann sich
der Dampf nach seiner Erzeugung nicht stark weiter erhitzen.
Dies ist sehr vorteilhaft für die Qualität des Backguts, da
sich der kühlere Dampf schneller am Backgut niederschlägt und
kondensiert. Durch die zugeführte Feuchtigkeit werden die Po
ren des Backguts geschlossen und ein Austrocknen kann verhin
dert werden. Außerdem bekommt das Backgut eine glänzende Au
ßenhaut und verleiht dem Backgut dadurch ein ansprechenderes
Aussehen.
Im folgenden wird die Funktion des Ofens beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird das Backgut 22 auf Backblechen
etagenweise übereinander in dem fahrbaren Backgutträger 6 an
geordnet. Der Backgutträger wird in die Backkammer 1 einge
bracht und auf der Drehplatte 7 plaziert. Die Drehplatte 7
dreht sich während des Backvorgangs kontinuierlich oder inter
mittierend in der durch den Pfeil 8 gezeigten Richtung. Es ist
aber auch denkbar, das die Drehplatte 7 ihre Drehrichtung in
bestimmten Intervallen immer wieder wechselt.
Im Betrieb erzeugt der Brenner 16 heißes Rauch- oder Heizgas,
indem Luft mittels Gas, Öl oder einem anderen Brennstoff ver
brannt wird. Das Heizgas könnte jedoch genau so gut über eine
Elektroheizung erhitzt werden. Das so erhitzte Gas strömt
durch den Rauchgaskanal 20. Am Ende des Rauchgaskanals 20 wird
es über den Kamin 15 abgeleitet. Das heiße Rauchgas erwärmt
dabei die Wärmetauscherwand 2. Es durchläuft den Rauchgaskanal
in vorteilhafter Weise im wesentlichen horizontal.
Auf der anderen Seite der Wärmetauscherwand 2 befindet sich
der Heißluftheizkanal 4. Wie bereits erwähnt, wird die Heiß
luft mittels eines Radialgebläses 12 durch die Einlässe 21 aus
der Backkammer 1 angesaugt und in den Heißluftheizkanal 4 ge
blasen. Dadurch kann die Heißluft die von der Wärmetauscher
wand 2 aufgenommene Wärme optimal übernehmen und die Wärmetau
scherwand ihrerseits wieder kühlen. Die große Fläche der Wäme
tauscherwand 2 sorgt dabei für einen effizienten Wärmeüber
gang.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß keine
Rohre etc. den Luftstrom der zu erhitzenden Heißluft behindern
und einen Gegendruck erzeugen, wie dies beispielsweise in ei
nem Röhrentauscher der Fall war. Dadurch genügt es, wenn ein
verhältnismäßig kleines Gebläse verwendet wird, da kaum Strö
mungswiderstände überwunden werden müssen. Als Gebläse kann
anstelle des herkömmlicherweise verwendeten Axialventilators
ein Radialgebläse verwendet werden. Ferner kann das Radialge
bläse mit einer relative geringen Drehzahl betrieben werden,
da, wie bereits erwähnt, die Luft keine großen Widerstände
überwinden muß. Dadurch kann die Luftgeschwindigkeit niedrig
gehalten werden. Eine niedrige Luftgeschwindigkeit ist jedoch
für die Backqualität vorteilhaft. Sie verhindert, daß das
Backgut schnell austrocknet. Die Luftgeschwindigkeit kann auch
deshalb niedrig gehalten werden, weil die Wärmetauscherwand 2
auch bei einem geringeren Luftmengendurchsatz ausreichend ge
kühlt wird. Dies war bei den herkömmlichen Röhren- bzw. Ta
schentauschern nicht der Fall. Vielmehr mußte der Luftdurch
satz u. a. deswegen hoch sein, damit der Wärmetauscher vor
Überhitzung geschützt werden konnte.
Wie in den Figuren dargestellt ist, strömt die Heißluft im
Heißluftheizkanal 4 von rechts nach links im Gegenuhrzeiger
sinn. Am Ende des Heißluftheizkanals 4 tritt sie durch die
Luftaustrittsöffnungen 17 wieder aus und gelangt zurück in die
Backkammer 1. Das Rauchgas 3 strömt in dem Rauchgaskanal 20 in
der umgekehrten Richtung, d. h. im Uhrzeigersinn von links nach
rechts, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Der Vorgang
des Wärmetauschs erfolgt also im Gegenstromprinzip. Dies sorgt
ebenfalls für einen hohen Wirkungsgrad.
Im Heißluftheizkanal 4 befindet sich der Schwadenerzeuger 14.
Wie bereits erwähnt, dient der Schwadenerzeuger dazu, der er
hitzten Heißluft Dampf zuzugeben. Dadurch wird die Qualität
des Backguts 22 verbessert, da sich der Dampf auf dem Backgut
niederschlägt, dort die Poren verschließt und somit ein Aus
trocknen verhindert. Der Dampf sollte möglichst nach seiner
Erzeugung nicht weiter erhitzt werden, da ein möglichst kühler
Dampf am Backgut schneller kondensiert und die Feuchtigkeit
- abgeben kann. Der Dampf wird in der gewünschten Menge erzeugt,
indem dem Schwadenerzeuger 14 über (nicht dargestellte) Lanzen
Wasser in der erforderlichen Menge zugeführt wird, das durch
die Hitze sofort verdampft. Damit der Dampf jedoch nicht zu
heiß werden kann, sondern möglichst schnell zum Backgut 22 ge
langt, ist der Schwadenerzeuger 14 kurz vor den Luf
taustrittsöffnungen 17 angeordnet. Es soll angemerkt werden,
daß durch diese Anordnung und eine geeignete Formgebung des
des Schwadenerzeugers der Weg der erhitzten Luft zurück zum
Heißluftheizkanal versperrt ist, da die bislang zur Kühlung
des Wärmetauschers notwendige zurückströmende Luft nicht mehr
notwendig ist.
Im folgenden soll auf die Unterschiede der Ausführungsbeispie
le gemäß den Fig. 1 und 2 eingegangen werden. Die Wärmetau
scherwand 2 im ersten Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen
kreissegmentartig ausgebildet, während die Wärmetauscherwand
im zweiten Ausführungsbeispiel als Vieleck ausgebildet ist.
Ansonsten unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel
nicht vom ersten Ausführungsbeispiel.
Als weitere Alternative kann die Wärmetauscherwand beispiels
weise auch aus einem Steinmaterial hergestellt werden. Dies
hat den Vorteil, daß der Stein die Wärme speichern kann und
sie nach der Ruhezeit, in der der Stikkenofen nicht geheizt
werden kann, wieder abgeben kann.
Abschließend sollen die Vorteile des erfindungsgemäßen Ofens
gegenüber den herkömmlichen Öfen noch einmal zusammengefaßt
werden:
- - Der Platzbedarf des Ofens ist viel geringer, da kein extra Bauraum für einen Wärmetauscher vorgesehen werden muß;
- - Es genügt ein kleineres Radialgebläse, das zudem mit gerin gen Drehzahlen betrieben werden kann, da durch den fehlenden Wärmetauscher als extra Bauteil kaum ein Gegendruck im Heiß luftheizkanal überwunden werden muß und bereits ein geringer Luftdurchsatz genügt, um die Wärmetauscherwand ausreichend zu kühlen; dadurch ist auch die Stromaufnahme des dazu not wendigen Motors geringer, was die Betriebskosten senkt;
- - Die Wärmetauscherwand ist kostengünstig, platzsparend, lang lebig und einfach in der Reparatur, da im Falle von Stahl beispielsweise einfach Reparaturbleche eingeschweißt werden können;
- - Der Schwadenerzeuger kann an einer optimierten Position an geordnet werden, nämlich unmittelbar vor den Luf taustrittsöffnungen.
Claims (27)
1. Ofen, insbesondere Stikkenofen, mit einer Backkammer (1),
die eine Backkammerwand (18) aufweist, einer Heizquelle (16)
zur Erzeugung eines Heizgases (3) und einem Wärmetauscher
zur Übertragung der Wärme des Heizgases auf die Luft in der
Backkammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher
aus einer Wärmetauscherwand (2) besteht, an der auf einer
Seite das erhitzte Heizgas (3) und auf der anderen Seita die
zu erwärmende Luft vorbeigeleitet wird.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme
tauscherwand (2) flach ausgebildet ist.
3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wärmetauscherwand (2) durch die Backkammerwand (18) gebildet
wird.
4. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wärmetauscherwand (2) in einem vorgegebenen Abstand zur
Backkammerwand (18) außerhalb der Backkammer (1) verläuft.
5. Ofen nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmetauscherwand (2) parallel zur Backkammerwand (18)
angeordnet ist.
6. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wärmetauscherwand (2) Abmessungen hat,
die der Backkammerwand (18) entsprechen.
7. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wärmetauscherwand (2) die Backkammer
(1) teilweise umhüllt.
8. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Profil der Backkammerwand (18) im we
sentlichen kreissegmentartig oder als Vieleck ausgebildet
ist.
9. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Profil der Wärmetauscherwand (2) im
wesentlichen kreissegmentartig oder als Vieleck ausgebildet
ist.
10. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß auf der der Backkammerwand (18) abgewand
ten Seite der Wärmetauscherwand (2) eine Kanalwand (19) an
geordnet ist, die zusammen mit der Wärmetauscherwand (2) ei
nen Heizgaskanal (20) bildet, der einen Eingang und einen
Ausgang besitzt, wobei die Heizquelle (16) am Eingang des
Heizgaskanals (20) angeordnet ist.
11. Ofen nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekenn
zeichnet, daß am Ausgang des Heizgaskanals (20) ein Kamin
(15) vorgesehen ist.
12. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß durch die Wärmetauscherwand (2) und die
Backkammerwand (18) ein Heißluftheizkanal (4) gebildet wird,
der einen Eingang und einen Ausgang besitzt.
13. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß am Eingang des Heißluftheizkanals (4) ein
Gebläse (12) vorgesehen ist.
14. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 und/oder
13, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Heißluftheiz
kanals (4) eine Luftaustrittsöffnung (17) in der Backkammer
wand (18) vorgesehen ist, durch die die Luft aus dem Heiß
luftheizkanal (4) in die Backkammer (1) austritt.
15. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Heizgases (3)
entgegengesetzt zur Strömungsrichtung der Heißluft verläuft.
16. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Gebläse (12) ein Radialgebläse ist.
17. Ofen nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Radialgebläse (12) ein Radiallaufrad mit
einem Durchmesser von 250-450 mm besitzt.
18. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine verstellbare Luftmengenklappe (10) am
Eingang zum Heißluftheizkanal (4) vorgesehen ist.
19. Ofen nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Bypasskanal (23) vorgesehen ist, der sich
von der Luftmengenklappe (10) zurück zu einer Ansaugöffnung
des Gebläses (12) erstreckt, so daß bei geöffneter Stellung
der Luftmengenklappe (10) ein Teil der Luft durch den By
passkanal (23) zum Gebläse (12) zurückgeführt wird.
20. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wärmetauscherwand (2) eine Metallwand
aufweist, vorzugsweise aus Stahl St 12-03, vorzugsweise mit
einer Wandstärke von 2-3 mm.
21. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wärmetauscherwand (2) eine Wand aus
Steinplatten aufweist.
22. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß in dem Heißluftheizkanal (4) ein Schwa
denerzeuger (14) angeordnet ist.
23. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schwadenerzeuger (14) in der Nähe des
Ausgangs des Heißluftheizkanals (4) und/oder in der Nähe der
Heizquelle (16) angeordnet ist.
24. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schwadenerzeuger (14) in der Nähe der
Luftaustrittsöffnungen (17) angeordnet ist.
25. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß im Heißluftheizkanal (4) und/oder im Heiz
gaskanal (20) Luftleitprofile vorgesehen sind.
26. Ofen nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Luftleitprofile von der Oberseite des
Ofens nach unten in den Heißluftheizkanal (4) hinein ragen.
27. Ofen nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß sich die Luftleitprofile spiralar
tig erstrecken.
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2001
- 2001-05-02 DE DE2001121415 patent/DE10121415B4/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2305037A1 (de) * | 2009-09-30 | 2011-04-06 | Wachtel GmbH & Co. Bäckereimaschinen-Backöfen | Stikkenofen |
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GB2567836B (en) * | 2017-10-25 | 2019-12-04 | Active Food Systems Ltd | Cooking apparatus |
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