DE2015026A1 - Umwalzbackofen - Google Patents

Description

Dipl.-ing. HANS WESTPHAL Dipl.-ing. KLAUS WESTPHAL

PATENTANWÄLTE

7730 VILLINGEN/Schwärzwald

Karlsruher Str. 13 Telefon: 07721 - 2343

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Bpei';-alf ai-^i'r viir Bäckorei« iaasahiu χι und Backöfen

773 Villlusön /Dcimarj^/aia

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Bio lux'fIndung betrifft einen TJmvxälabacskofen^--dessen B?,clcraum bzvu Baöki'äuino nit Ileiagiis boheiat vierden.- aüi· diesen .^r:lnd bei derartiß&n Öfgh unterhalb und oberhalb der iiEie üadiaboren In I'Orn flaülle:f? Höhlköx'por f.,.ngeurd?istvjolche nieh über d.i.ο geßarate B-ackflache erstrecken. Diese Radiatoren ainü an Schächte iiügeschloöserif t/elche das Heiagas zu- uad abführen*

Um in derartigen Backofen Backgut gleichmäßiger Qualität

zu können, muß die goBemte Backflachö möglichst

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Plleichwä^iß «"e.ävmt :<<·?γΛο·ί. irL·.·ι ist hs-l Ur-iwälnbrckö .i.ii£ic>i'3rn böEonae^·?; JcLi'wiox'ii?, i.üj äi .i ö:iuJ;rui;ende Haiagas "ϊ'.αί seinem Wr^ i'i:;ci\ ä:lo '^.diutcrcor. bestiimungagüiiiäß ■:iiion 'j?sil t'^;3.!ner Uib'iiy \b^:^;.^!:..;, so dnB 3v?ir-:chen Eintrittsimd Austritt äse al Io deutliche '.iViniporafcttrdifferenztjn auftreten,

J)iase !Pfiiaperai/U.rdi.irereusen sollten Jedoch klein gehalten werden, da andornfalip olno rlolchiiäidgö Er-w?imiung des Backraiwies kaum zu erzielen iab. Außordsrü müssen die Stellen der Backfläche EfcD^kßr beheizt viordsn, welche einen größeren V/jLviaebedarf haben, wie dat: a» B, im Bereich der Einschießöffnungen der Fall ist.

Ks ist bekannt, die ße;iiiüi3C'ate Temperaturverteilung durch eine bestimmte noizßasführuns zn erreichen. Beispielsweise können Leitbleche innerhalb der Radiatoren angeordnet werdan, welche die Dtrömunssgeachwindigkeit des Heizgassfcromes in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg derart verändern, daß der Wärmeübergang zwischen Hadiator und Backraum trotz der Wärmeabgabe des üeizgasstromes längs seines Weges etwa konstant 13t.

Ferner ist os bekannt, innerhalb der Radiatoren an den Stellen besonders starker Wärmeabfuhr ßtauschwellen vorzusehen. Durch die an den Schwellen entstehende Wirbelbildung der HeizgatJe wird eine erhöhte· Wärmeabgabe erreicht.

Schließlich kann man auf der Backfläche, insbesondere im Bereich des Heizgaseintrittes, zur Korrektur der WÜraeverteilung Dämiaaterialien, wie z.B. Loönbleohe, nÄohträßlicii anbringen.

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iliv don. pßschilderten. H8glicl.il;. eite-n !"".aim smar die Wärsie-•ver-toilung in gewissen Grenaen korrigiert; '-ie3?den₅ jedoch sind sie nur bedingt EmisncLbar, da eine Korrektur der Värnievert'eiluns an einer 8belle des Radiators häufig eine unerwünschte Veränderung der Wärmeabgabe an einer anderen Stelle des Radiators nach sich zieht. Dies wird insbesonde re bei großflächigen Badeofen 'kritisch¹, da bei die sen. das Teniperati5rg-3fälle wegen der langen Ileizgasvjece bes^ndex^s groß ist.· Besonders nachteilig, ist außerdem.* daß bei Veränderung der Backranmtemperatur gleichzeitig die Wärmevertellung beeinflußt und in de.? EeQeI verschlechtert t/ird.

Bei derartigen Öfen kann dadurch Abhilfe. Geschaffen werden, daß die Radiatoren in neben©inanderliegende Kammern unterteilt werden, die Jeweils über Zufuhr- und Abführschächte mit θinem Heiagasstrom veränderbarer Hence bzw. veränderbarer Stronrangsgeschwinditskeit beschickt werden. Auf diese Weiße werden die relativ langen ßtrömungswege in einzelne kurze Wegstrecken aufgeteilt, so daß sich die Temperaturunterschiede zwischen Einlaß- und Auslaßstelle nur wenig I bemerkbar machen.

Hierbei ist es zweckmäßig, die Kammern selbst mit Hilfe von Leitblechen in He issgasvor- und -rücklauf kanäle' zu unter-, teilen, so daß sämtliche Schächte für Zu- und Abfuhr des Heizgases auf der Ofenrückseite angeordnet sind und der Heizgasstrom innerhalb des Radiators im Bereich der EinschießSffnungen der Backräuae umgelenkt wird. Dieses System ermöglicht gleichzeitig einen platzsparenden Aufbau.des Ofens. Da die Leitbleche geradlinig und.parallel zueinander ^ angeordnet sind, können sie"ohne weiteres mit einfachen . ,

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automatisch arbeitenden. Schweißmaschine!! mit den Radiatordeckblechen verbunden werden.

Die vorliegende Erfindung cent von dieser Eadiatorausbildung aus· Ihr liegt die Aufgab© zugrunde, die Värmeverteilung weiter zu verbessern·

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein !Radiator folgender Aus- · bildung vorgeschlagen.

a) Innerhalb des Radiators sind in abwechselnder Folge Heizgasvor- und -rücklaufe nebeneinander angeordnet. Hierdurch wird bereits ein gewisser Temperaturausgleich zwischen den Vor- und Rückläufen erzielt. Bei den herfcömmlichen Hadiatoren sind dagegen aus konstruktiven Gründen die Kammern stets derart angeordnet, daß entweder die Vorläufe oder die Rückläufe unmittelbar nebeneinander gelegen sind. Es sind zwar öfen bekannt, bei welchen die Heizgase mit U-förmig gebogenen Rohren zu~ und abgeführt werden, so daß auch hier Heizgasvor- und -rückläufe nebeneinander liegen. Diese öfen lassen sich jedoch nicht mit dem erfindungsgemäßen vergleichen« da bei diesen zwischen Vor- und Rücklauf nur ein relativ geringer Wärmeaustausch stattfindet. Außerdem sind sie konstruktiv weit komplizierter und damit kostspieliger.

b) Am Ende der den Radiator in Vor- und Rückläufe unterteilenden Leitbleche sind ßtau- und Umlenkbleche vorgesehen, welche den Heizgasstrom aus dem Vor- in den Rücklauf umlsriten. Diese Stau- und Umlenkbleche führen au Wirbelbildungen des Heizgases in diesem Bereich, so daß

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hier die Wärmeabgabe größer ist als in den anderen Bereichen der Vor- und Rückläufe» Das ist notwendig und zweckmäßig, wenn in diesem Bereich die Einschieß- , öffnungen der Backkammern vorgesehen sind, die einen stärkeren Wärmeverlust bedingen.

c) Die Stau- und Umlenkbleche unterteilen die über die |

Vorläufe zugeführtem Heizgasströme in zwei Teilströme ^v ,und lenken diese in die benachbarten Rückläufe um. Durch diese Stromaufteilung und Umlenkung wird eine Vermischung der Heizgasströme derart erreicht, daß sich der Heizgasstrom jedes Rücklaufes atis zwei aus unterschiedlichen Vorläufen stammenden Heizgasströmen zusammensetzt. Insbesondere durch diese Maßnahme wird eine besonders wirksame Vergleichmäßigung der Wärmeabgabe er- ' zielt.

Bei dem .bevorzugten Ausführungsbeispiel gemajß- der Erfindung ist der Radiator so aufgebaut, daß an seinen beiden Bändern

Rückläufe vorgesehen sind, die der Rückführung jeweils eines I Teilstromep dienen, während die im mittleren; Bereich des Radiators beiindlfchen Rückläufe jeweils der Rückführung eines sich aus zwei Teilströmen zusammensetzenden Heizgasstromes

dienen, ^ . .

Zum Stau und zur Umlenkung der Heizgasströme eignen sich nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung etwa halbkreisförmig gebogene BJLeche, die sich über die gesamte Radiatorhöhe erstrecken und zur Bildung des Umlenkpfades in einem etwa der halbe» Breite der Vor- bzw, Rückläufe entsprechenden Abstand symmetrisch zu den Enden der Leitbleche angeordnet sind. Mittels derartiger Umlenkbleche wird der über den

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Vorlauf augeführte Ueiagaostrom in zwai nebeneinanderlie~ gende ströme unterteilt, die jeweils über den links bzw. rechts gelegenen Rücklauf zurückgeführt werden.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel werden gleichfalls halbkreisförmig gebogene Umlenk- und Staubleohe verwendet, die sich jedoch nur etwa über die halbe Radiatorhöhe erstrecken. Zur Bildung des Umlenkpfades verbinden sie in diesem Fall jeweils das Ende eines Leitbleches mit dem Ende des übernächsten, wobei die unmittelbar benachbarten Umlenkbleche in der Ilöhe jeweils um die halbe Radiatorhöhe gegeneinander versetz;t sind· ßio sind also hierbei derart ineinander verschachtelt, daß 3ie sich in einem Punkte überschneiden«

Bei dieser Anordnung wird der Heizgasstrom des Hinlaufes in zwei Ubereinandergelegene Teilströme aufgeteilt, die mittels der Umlenkbleche in die beidseitig gelegenen Rückläufe umgelenkt werden.

Durch Dimensionierunc und Anordnung dieser Umlenkbleche kann der Konstrukteur den Radiator mit relativ einfachen Mitteln den unterschiedlichsten Verhältnissen anpassen·

Auch ist die Temperatursteuerung eines derartigen Radiators relativ einfach, wenn, wie mit der Erfindung weiterhin vorgeschlagen wird, an den Heiagasein- oder-auslassen verstellbare Klappen vorgesehen werden. Zur Temperatureinstellung des Backraumes sind alle Klappen gemeinsam zu verstellen, die aweokmäßigerweise an einer Welle o. dgl. a it ssen. Durch Verstellen der Klappen gegenüber der gemeinsamen Weile läßt sich außerdem nachträglich die Wärmeverteilung inner-

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halb des Radiators bzw- dos Jeweiligen Eackraumes beeinflussen..

Konstruktive Einzelheiten des erfiudunßsgemäßen Ofens sind nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, die · in den Seichnungen schematisch dargestellt Bind, im einzelnen erläutert. I

In den Seichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Vertikal schnitt eines Etagenbackofen,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig.

1 zur Veraixachaulichung der erfindungsgemäßen Radiatoraufteilung,

Fig. 5 einen Horizontalschnitt eines Radiators in schematischer Darstellung nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die Radiatoren eines erfindungsgemäßen Etagenbackofens in schematischer Darstellung im Bereich der Zuführlsanäle,

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Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch die Radiatoren

des erfindungsgemäßen Etagenbackofens im Bereich der Abführkanäle,

Fig· 6 einen Horizontalschnitt eines erfindungsgemäßen Radiators nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig« 7 eino Ansicht des Radiators gemäß Fig. 6 in

Richtung des Pfeiles VII bei abgenommener ßegrenzungswand 18',

Fig. 8 die erfindungsgemäße Klappenanordnung in schematischer Darstellung.

Hit Fig. 1 der Zeichnung ist der Aufbau eines Etagenbackofens dargestellt, der mit erfindungsgemäßen Radiatoren ausgerüstet ist. Dieser Etagenbackofen besitzt übereinandergelegene Backräume 1 , 2 und 3. Die Backräume können durch Einschießöffnungen 4, die sich an der Vorderseite des Backofens befinden, mit Backgut beschickt werden. Zur Erzeugung, der Unter- und Oberhitze sind unterhalb und oberhalb der Backräume vom Heizgas durchströmte Radiatoren 5-8 angeordnet. Sie sind auf der der Vorderwand zugekehrten Seite verschlossen, während sie an der Rückseite mit einem gemeinsamen Zuführschacht 9 einzelnen Abführschächten 10 in Verbindung stehen (vergl. auch Fig. 2). Das vom Brenner 12 im Heizraum 11 erzeugte Heizgas wird den Radiatoren über diesen ?<uführschacht zugeführt und. über die Abführschächte 10 abgeführt, wobei ein im oberen Teil des Backofens angeordneter Ventilator 15 für die Umwälzung des Heizgases sorgt. Die ßtrömungsrichtung ist in der Zeichnung mit Pfeilen angedeutet. Die Rückführung des

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mit dem Umwälzveiitilator 1J angesaugten Heizgases zum Brenner 12 erfolgt über den seitlich vorgesehenen Rückführscbaoht 14 (vergl· Piß. 2).

Der Aufbau der mit der vorliegenden Erf.ndung vorgeschlagenen Radiatoren geht aus den Piß» 2 und 3 hervor. Die Ra- "-diatoren sind mit Le it- bzw. 'JJrennbleohen 15 in Vorläufe .--,·· 16 iind Rückläufe 1? unterteilt* Biese Leitbleche enden . I bei der Anordnung gemäß 3?ig· 2 - 4 in einem Abstand von der vorderen Begrenzungswand 18 des Radiators. Vor den Enden dieser Leitbleche 15 sind im Querschnitt gesehen halbkreisförmig gebogene Umlenk- und Staubleche 19 vorgesehen, welche den einen Teil des zugeführten Heizgasstroia.es nach links und den anderen Seil nach rechts umlenken. Auf diese Weise setzen sich die in den mittleren Rücklaufen 17.au** rückgeführten Heizgasstrome aus den Seilströmen der benachbarten Vorläufen 16 zusammen. Dies bedingt eine gute Vermischung der rückgeführten Heizgasstrome und bewirkt einen guten Wärmeausgleich. Die am Rand gelegenen Rückläufe 17 dienen dagegen lediglich der Rückführung eines leilstromes, g so daß sie entsprechend schmaler bemessen sein können.

Die Heizgaszu- und -abfuhr ist anhand der Fig. 4 und 5 sohematisch dargestellt. Fig. 4 stellt einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3 und Fig. 5 einen Öchnitt längs der Linie V-V in Fig. 3 dar. Das aus dem Heizraum 11 kommende Heizgas strömt aus den Zuführschächten 9' io. die Vorläufe 16 und strömt, wie Fig. 5 zeigt, nach Umlenkung über die Rückläufe 17 zu den Rückführschächten 10.'. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Heizgas, wie die Pfeile andeuten ,nach oben abgeführt.

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Iiit den Pig. 6 und 7 ißt eine etwas andersartige Ausführungsform der Umlenk- und Staubleche dargestellt· In diesem Fall erstrecken sich die Umlenk- und Gtaubleche 19' und 19" ijöweilß nur über die halbe Höhe de3 ßadiatoro und sind, wie iig. 7 veranschaulicht, versetzt !zueinander angeordnet. Sie verbinden jeweils die Enden der ereten, dritten, fünften usw. Leitbleche 15' bzw· der zweiten vierton, sechsten usw. Leitbleche 15''· Auch bei dieser Anordnung wird, wie mit den Pfeilen angedeutet ist, die Aufteilung des über die Vorläufe einströmenden Heizgases in zwei Teilströme, die über die beidseitig gelegenen !Rücklaufe zurückgeführt werden, dm Ginne der Erfindung erreicht. Bei der Darstellung in Fig. 6 ist die bezügliche der in Fig. 7 unten gelegene Strömung mit .■·< itricuelten Pfeilen und die oben liegende Strömung mit ausgezogenen Pfeilen symbolisiert.

Temperatur und Temperaturverteilung innerhalb des Radiators können bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform in sehr ein-facher Weise durch Verändern der Heizgasmenge erreicht werden. Zu diesem Zweck sind zwischen den Heizgasvorläufen 16 und dem Zuführschacht 9 in Fig. 2 angedeutete Klappen 20 vorgesehen. Diese Klappen können gegeneinander verstellt werden, wodurch die relative Wärmeverteilung innerhalb des Radiators verändert wird. Zur Einstellung der Temperatur sind dagegen die Klappen gemeinsam in ihrer Stellung zu verändern. Hierfür eignet sich insbesondere eine in Fig. 8 dargestellte Klappenanordnung, bei v/elcher die äußere Klappe 20a an einer inneren Stellwelle 21a, die mittlere Klappe 20b an der Hohlwelle 21b und die innere Klappe 20c an einer weiteren Hohlwelle 21c angebracht sind. Die Hohlwellen 21b und 21c sind übereinander und über die Welle 21a geschoben

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Und miteinander mit ßt eil schrauben 22 ο. dgl» verbunden. Nach Lösen der Stellschrauben 22 können die Wellen 21 mit den Klappen 20 gegeneinander verdreht und in 5ed«? gewünschten Winkelstellung wieder fixiert werden. Hach . Fixieren können die Klappen 20a - 20c mit einem an der Welle 21a angebrachten Stellhebel 2p oder einem Handrad gemeinsam unter Wahrung der eingestellten relativen Winkellage verstellt werden.

Patentansprüche:

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Claims (1)

Patentansprüche: SSBSCESSSBSaSSSe

1. Umwälabackofen mit unterhalb und oberhalb der Backräume befindlichen, als flache Hohlkör-pe:? ausgebildeten, sich über die gesarate Ofenbreite und -länge erstreckenden Radiatoren, die an der Ofenrückseite befindliche Heizcasschächte angeschlossen sind und die mit Hilfe von Leitblechen in nebeneinanderliegende Heizgasvor- und -rücklaufe unterteilt sind, wobei die Heizgasströme innerhalb der Radiatoren im Bereich der Einschießöffnungen der Backräume umgelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor- und Rückläufe (16, 17) in abwechselnder Folge nebeneinander angeordnet sind und daß am Ende der Leitbleche (15) Stau- und Umlenkbleche (19) vorgesehen sind, welche die Heizgaswx.Ui.ufe (16) in xiiel Teilströme aufteilen und diese in die beidseitig benachbarten Rückläufe (17) umlenken, in welchen die beiden Teilströme der dem jeweiligen Rücklauf benachbarten Vorläufen vermischt werden.

2· Umwälzbackofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand des Radiators Rückläufe vorgesehen sind, die der Rückführung eines Teilstromes dienen, während die im mittleren Bereich des Radiators befindlichen Rückläufe der Rückführung der sich aus zwei Teilströmen zusammensetzenden Heizgasströme dienen. *

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5», Umwälzbackofen nach Anspruch 1' oder -2, dadurch gekennzeichnet, daß am? Umlenkung der Heisgasströme etwa halbkreisförmig gebogene Bleche (19) vorgesehen sind, die sich über die gesamte Badiatorhöhe erstrecken und zur Bildung des Uralenkpfades in einem etwa der halben Vorbzvj. Rücklauf breite entsprechenden Abstand-symmetrisch zu den Enden der Leitbleche (15) angeordnet sind. .

4·. Umwälzbackofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umlenkung der Heizgasströme etwa halbkreisförmig gebogene Bleche (19*) vorgesehen sind., die sich etwa über die halbe Radiatorhöhe erstrecken und zur Bildung des Umlenkpfades jeweils das Ende.eines Leitbleches (15' b"-&w. 15'^!) mit dem Ende des übernächsten verbinden, wobei die unmittelbar benachbarten Umlenkbleche (19') in der Höhe Jeweils etwa um die halbe . Radiatorhöhe derart versetzt sind, daß sie sich in einem Punkte überschneiden.

5· Unmälzbackofen nach" einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß an den'Heizgaseinoder-auslässen der Vor- bzw« Rückläufe verstellbare Klappen (20), Drosseln, Ventile o« dgl. vorgesehen sind»

6. Umwälzbackofen nach Anspruch 5₅ dadurch .gekennzeichnet, daß alle Klappen (20), Drosseln,- Ventile o. dgl. mittels einer Welle o. dgl. gemeinsam verstellbar sind«

7. Umwälzbackofen nach Anspruch' 6₅ dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Klappen (20/,. Drosseln,. Ventile o.. dgl# gegenüber der geraeinsamen Stellwelle verstellbar . sind, ι

Qi Umwälzbackofen nach Anspruch 7»-dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (20a, 20b, 20c) an übereinandergeschobenen Wellen (21a, 21b,. 21c) angebracht sindj die gemeinsam verstellbar sind.

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