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Verfahren und Einrichtung zur Belieizung von Oefen; insbesondere Backoefen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Beheizung von Oefen,
insbesondere Heizöfen, bei denen mehrere, von Brenngasen durchströmte Heizkanäle
neben- und Übereinander angeordnet sind.
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Bei derartigen Öefen, insbesondere bei grösseren Backöfen, ist es
bekennt, die Beheizüng der Backkammern durch Rückleitung der Brenngase zwecks besserer
Auswertung der Wärmekapazität wirtschaftlicher zü gestalten. " Hierbei werden die
heissen Brenngase mittels eines oder mehrerer Ventilatoren durch ein Kanalsystem
geleitet, wobei sie an den Wänden der Backkammern entlang streichen: An einer bestimmten
Stelle dieses Kanalsystems ist ein Abzug angeordnet, durch welchen die anfangs
heiss
in das Kanalsystem eingeleiteten Brenngase mit niedrigerer Temperatur entweichen.
Bei derartigen Kanälsysteinen erfolgt meistens eine mehrfache Umlenkung der heissen
Brehngäse während ihes I3urch-Banges durch dieses Kanalsystem, bis sie durch den
Abzug eritueichen: Das Ziel derartiger Verfahrenseinrichtungen besteht vor allem
darin; eine möglichst gleichmässige Beheizung sämtlicher Flächen der Heizkammern
zu erhalten.
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Hierzu wird bei den bekannten Backöfen ein Ventilator oder ein Gebläse
mit sehr grosser Leistung verwendet, welcher bzw; weiches die Brenn-
| gase durch das Kanalsystem befördert. Auf diese Weise isi die
Tempera- |
| tur beim Eintritt der Brenngase in das Kanälsysteiz präl@tisch
".eich der |
| Temperatur beim Verlassen des Kanalsystems ünti der, 'temperäturabfäll |
| und damit die Wärmetibertragung ist nür verh.fnisms.s§ig gerien'g;
und zwar |
| insbesondere durch die grosse Str@ziü[email protected] der
@@eingase |
| innerhalb des Kanalsysterns: |
| Bei diesen bekannten Verfahren und Einrichtungen ergibt sich |
| einerseits der Nachteil; dass ein Ventilator öder äebidse
mit hO@lier |
| Leistung und damit hohem Energieverbrauch erförderlieü wird;
nie |
| andererseits einen erheblichen Lärm während ihres Be riebes
verursachen, |
| was auf die Dauer zu unangenehmen belästigungeii idlirt: |
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung dieser Nachteile
und die Schaffung- eines Verfahrens und einer-Einrichtung zur Beheizung von Oefen,
wobei durch eine bestimmte Führung der Brenngase durch die besondere Ausbildung
des Kanalsystems ein Ventilator oder Gebläse mit wesentlich geringerer Leistung
verwendbar ist und wobei gleichzeitig eine grosse Temperaturdifferenz und damit
Wärmeabgabe der Brenngase zwisühen ihrem Eintritt in das Kanalsystem und ihrer Ableitung
ermöglicht wird.
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Hierzu ist das erfindungsgcmasse Verfahren zur Beheizung von Oefen,
insbesondere Backöfen, mit mehreren; neben- und Übereinander angeordneten Heizkanälen
erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Heizgase gegenläufig durch. die
Heizkan-ale geleitet werden.
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Hierbei wird in der Weise verfahren. dass die heisseren Gase durch
mit ihrem oberen und unteren Umfang an den Wanden von zwei übereinander angeordneten.
Heizkammern anliegende Rohre geleitet werden, wahrend die aus den Rohren austretenden
Heizgase zwischen diesen Rohren wieder zurtickgeleitet we-rdei).
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Diese zurückgeleiteten Brenngase werden mittels eines Ventilators
oder Gebläses angesaugt und dann in einem spiralförmigen Strom den frischen Brenngasen
zugemischt.
Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist
nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gekennzeichnet durch zwischen den Heizkammern
angeordnete Heizkanäle, durch welche die Brenngase gegenläufig geleitet werden,
wobei innerhalb der Heizkanäle Rohre angeordnet sind, durch welche die heisseren
Brenngase geleitet und zwischen deren Zwischenraum die Rückgase zurückgeleitet werden.
Der Aussendurchmesser dex Heizrohre entspricht hierbei der Höhe der Heizkanale,
so dass diese Rohre mit ihrem oberen und unteren Umfang an den Wänden von zwei übereinander
angeordneten Heizkammern anliegen. Die Einrichtung enthält ferner einen Ventilator
oder ein Gebläse, welcher bzw. welches die Rückgase ansaugt und tangential in einen
in Strömungsrichtung offenen Ringraum um den Feuerraum leitet, wo sie dann spiralförmig
den frischen Brenngasen zugemischt werden.
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In den beigefügten Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform
zur praktischen Anwendung der Erfindung anhand eines Backofens dargestellt, wobei
zeigen; Fig. 1 einen Vertikalschnitt in Seitenansicht des Ofens, Fig. 2 einen Schnitt
entlang der Linie a - a nach Fig. 1, Fig.3 ebenfalls einen Vertikalschnitt in Seitenansicht
entsprechend der Fig. 1, Fig.4 eine Frontansicht des Ofens und Fig. 5 einen Horizontalschnitt
in Draufsiclxt, entlang der Linie c-c nach 'Fig. 4.
Nach der Darstellung
in Fig. 1 enthält der Ofen 1 eine Mehrzahl übereinander angeordneter Backkammern
2I und 22. Diese Backkammern 3 werden von unten und oben mit Hilfe von Heizkanälen
4 -beheizt. -Unterhalb dieser Heizkammern 3 ist auf einer Seite ein Ventilator oder
Gebläse 5 angeordnet, während sich auf der anderen Seite der Feuerraum.
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befindet, welcher, mit einem Brenner für flüssige oder gasförmige -Brennstaffe
ausgestattet ist.
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Dieser- Feuerraum 6 kann auch mit festem Brennstoff beschickt werden,
wobei dann ein entsprechender Rost vorzusehen ist.
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Der ganze Ofen ist zweckmässigerweise von einer Isolierschicht 7 umgeben.
Die Brenngase aus dem Feuerraum 6 werden beim Austreten aus diesem Feuerraum mit
Rückgasen vermischt, die mittels des Ventilators oder Gebläses 5 in den äusseren
Ringraum & urri.-den Feuerraum 6 geblasen werden. Die Zuführung der Rückgase
mittels. des Ventilators oder Gebläses erfolgt hierbei tangential auf einer Kreisbahn
g um den Feuerraurn 6, wodurch diese Rückgase in Form einer Spirale IQ den frischen
Brenngasen aus dem Feuerraum 6: zugemischt werden.
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Diese IVfisähung aus Frischgas und aufgeheiztem Rückgas strömt dann
in die Sammelkammer 1 1, . von wo aus sich die Brenngase auf die Rohre 12 innerhalb
der Heizkanäle 4 verteilen und ein Teil der Rückjase durch den Abzug 13 entweicht.
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Diese Rohre 12 gehen nicht bis an die rückwärtige Wand 14 der
Heizkanäle 4, so dass die aus den Rohren 12 am hinteren Ende austretenden Brenngase
in den Zwischenräumen 15 zwischen den einzkInen Rohren 12 zurückströmen können.
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Nach Rückkehr dieser Gase durch die Heizkanäle 4 gelangen diese Rückgase
in eine weitere Sammeleinrichtung 16, von wo aus sie über das Ansaugrohr
17 des Ventilators oder Gebläses 5 angesaugt werden.
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Die Heizkanäle 4 werden im wesentlichen von den durch die Rohre 12
strömenden Brenngase aufgeheizt, deren Aussendurchmesser gleich der Höhe dieser
Heizkanäle 4 ist. Auf diese Weise besteht eine unmittelbare Berührung des oberen
und unteren Aussenumfanges dieser Rohre 12 mit der unteren bzw. oberen Wand der
Heizkammern.
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Um die erwünschte gleichmässige Beheizung dieser Backkammern zu erreichen,
ist es erforderlich, dass die Temperatur T an allen Stellen dieser Backkammern gleich
ist. Bei einer Temperatur der in die Rohre 12 eintretenden Heizgase mit dem Wert
t und einer Austrittstemperatur to sowie einer Temperatur der Rückgase beim Austritt
aus den Heizkanälen 4 von tos ergibt sich folgende Beziehung: t?t`?t'' 7T, wobei
eine gleichmässige Wärmetlbertragung entlang der. Heizkanäle 4 gewährleistet ist.
Aufgrund
der besonderen Ausbildung der Heizkanäle 4 ist diese gleichmässige Wärmettbertragung
an allen Punkten auf folg ende Weise gegeben; Im hinteren Teil 18 des Ofens 1 besitzen
die Rohre 12 eine Temperatur t, 'wodurch die Wärmeübertragung durch die unmittelbare
Berührung dieser Rohre mit den Backkammern sowie durch Strahlung höher ist als im
vorderen Teil 19 des Ofens 1, wo die Rohre 12 die niedrigere Temperatur t' aufweisen.
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Umgekehrt herrscht bei der Rückleitung der Brenngase im vorderen Teil
19
des Ofens 1 die höhere Temperatur t' als am hinteren Teil 18 des Ofens
1,
wo die Rückgase eine nach niedrigere Temperatur t" haben.
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Bei .diesen beiden verschiedenen Wärmeübertragungen spielt jedoch
noch ' ein dritter Faktor eine Rolle. Dieser besteht in der Wärmeübertragung
durch
die Wände der Rohre 12 zwischen den Brenngasen innerhalb dieser
Rohre und
den zwischen diesen Rohren zurückströmenden Gasen, die eine
niedrigere Temperatur
aufweisen, als die Brenngase innerhalb der Rohre 12. Hierbei ergibt sich. dass die
Differenz t-t' grösser ist als die Differenz so dass aufgrund der Beziehung
t > t' > t" die Wärmeübertragung auf die Backkammern an allen Punkten im wesentlichen
gleichmässig ist. Demgegenüber soll die Temperaturdifferenz bei den bekannten Oefen
zwischen dem Eintritt der Brenngase und deren Ableitung innerhalb eines einfachen
Heizkanales nicht grösser als etwa IOp betragen; so dass die Brenngastemperatur
fast gleichbleibend während des gesamten Ofendurchganges auf dem gleichen Wert gehalten-wird.
Durch
die Anwendung der Erfindung unter Verwendung der beschriebenen Einrichtung ist es
dagegen möglich, eine gleichmässige Beheizung der Heizkammern zu erzielen, obgleich
die Tenperaturdifferenz zwischen dem Eintritt und dem Austritt der Brenngase in
der Grössenordnung von 50o liegen kann.
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Hieraus ergeben sich zahlreiche Vorteile, insbesondere die Möglichkeit,
eine gleichmässige Beheizung unter Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit und
damit Anwendung eines Ventilators oder Gebläses geringerer Leistung zu erzielen,
wodurch die Kosten für die Einrichtung und Unterhaltung wesentlich herabgesetzt
werden, sowie gleichzeitig die Schaffung einer Einrichtung, die keinen störenden
Lärm während ihres Betriebes verursacht.