DE2847963C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Konvektionsofen mit einer Ofenkammer, mit einem Heißluftumwälzströmungspfad, der durch die Ofenkammer verläuft, und mit einem Wärmeakkumulator, der eine Einrichtung zum Sprühen von Wasser über den Wärmeakkumulator hat.

Ein derartiger Konvektionsofen ist aus der CH-PS 5 48 161 bekannt, bei dem ein Schwadenkasten vorgesehen ist, der eine beheizte Rinne aufweist, in die Wasser eingesprüht wird; es handelt sich somit um eine elektrisch oder in anderer Weise beheizte Verdampfungsfläche. Der so gebildete Verdampfer kann keine Wärme aus umgewälzter Luft aufnehmen, um Wasser zu verdampfen.

Außerdem ist aus der FR-PS 8 14 396 ein Verdampfer für Bäckereien bekannt, der aus einer Vielzahl von Blöcken besteht, die vertikal übereinander angeordnet sind und deren heiße Oberflächen dazu dienen, darüberlaufendes Wasser zu verdampfen. Wie die Blöcke erwärmt werden, ist nicht angegeben, jedenfalls wird aber eine Erwärmung der Blöcke durch strömende Heißluft durch an den Blöcken angebrachte Seitenwände verhin­ dert, da nur schmale Durchtrittsspalte belassen werden, durch die der Dampf entweicht. Außerdem befindet sich auf der Oberseite der Blöcke das zu verdampfende Wasser.

Es ist ferner bekannt, bei Konvektionsöfen Dampf durch Auf­ spritzen von Wasser auf einen Wärmeakkumulator zu erzeugen, der im Um­ wälzströmungspfad, jedoch außerhalb der Ofenkammer angeordnet ist. Das Wasser wird über den Wärmeakkumulator verteilt und durch die Hitze ver­ dampft, die der Wärmeakkumulator aus der umgewälzten Heißluft vor dem Aufspritzen des Wassers, d. h. normalerweise während des Backens einer vorhergehenden Charge Brot, entnommen hat. Da die Dampfbildung jedoch zur Erzielung der gewünschten Farbe und Knusprigkeit der Brotkruste in einem ziemlich kurzen Zeitraum erfolgen muß, ist es schwierig, hinreichende Wassermengen zu verdampfen. Darüber hinaus ist die Zeit, die zur Wärme­ sammlung zur Verfügung steht, oft zu kurz, als daß die Temperatur des Wärmeakkumulators hinreichend ansteigen könnte, bevor das Wasser aufge­ spritzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Konvektionsofen zu schaffen, der es ermöglicht, innerhalb kurzer Zeit eine große Dampfmenge mittels eines genügend aufgeladenen Wärmeakkumulators zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird durch den im Patentanspruch 1 angegebenen Ofen gelöst.

Hierdurch wird bewirkt, daß das zu verdampfende Wasser sehr schnell über eine großflächige, Wärme abgebende Masse verteilt wird, wobei das Wasser über die Länge des obersten Trägers verteilt aufgesprüht wird und im wesentlichen senkrecht, d. h. auf dem kürzesten Weg zum darunter befindlichen Träger fließt, wobei die Aufladung des Wärmeakkumulators in sehr wirksamer Weise erfolgt, da durch die Querströmung der Heißluft praktisch alle Blöcke gleichzeitig durch die umgewälzte Luft beaufschlagt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprü­ chen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt eines Konvektionsofens.

Fig. 2 zeigt perspektivisch einen dampferzeugenden Wärmeakkumulator des Konvektionsofens von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 2.

Der dargestellte Konvektionsofen besitzt eine ähnliche Kon­ struktion wie derjenige der DE-OS 25 19 849 (abgesehen von der Dampfer­ zeugungseinrichtung). Eine Charge von zu backendem Brot wird von Blechen in einem Gestell 10 getragen, das während des Backvorgangs innerhalb ei­ ner Ofenkammer 12 mit parallelepipedischer Konfiguration angeordnet ist, die eine (nicht dargestellte) Tür aufweist, durch welche das Gestell 10 die Ofenkammer 12 hinein- und aus dieser herausgerollt werden kann. Ferner weist die Ofenkammer 12 einander gegenüberstehende, mit Öffnungen verse­ hene Seitenwände 12 A, 12 B auf. Während des Backvorgangs strömt Heißluft im wesentlichen horizontal durch die Ofenkammer 12; die erhitzte Luft wird dauernd in derselben Richtung (Pfeile 11 A) längs eines in sich geschlos­ senen Umwälzpfades gefördert, und zwar mittels eines Gebläses 11, auf dessen Saugseite die Luft über einen Heizkörper 13 strömt. Abschnitte des Umwälzpfades sind definiert zwischen den Seitenwandungen 12 A, 12 B und den benachbarten Vertikalwandungen des thermisch isolierenden Ofengehäuses.

Während des Backvorgangs hängt das Gestell 10 an einem An­ trieb 14, der an der Deckseite der Ofenkammer 12 vorgesehen ist und mit einer drehbaren, vertikalen Welle 17 verbunden ist, die mit (nicht darge­ stellten) Antriebseinrichtungen verbunden ist. Die Welle 17 steht in Wirkverbindung mit einem Hebelmechanismus 19, mittels dem der Antrieb und damit das Gestell 10 gehoben bzw. abgesenkt werden kann.

Außerhalb der Seitenwandung 12 B auf der stromabwärts lie­ genden Seite der Ofenkammer 12 befindet sich ein Dampferzeuger 21, dessen Einzelheiten in Fig. 2 und 3 dargestellt sind.

Der Dampferzeuger 21 umfaßt einen Wärmeakkumulator 22, eine Wassersprüheinrichtung 23, die oberhalb des Wärmeakkumulators 12 angeord­ net und mit einer (nicht dargestellten) Wasserzuleitung verbunden ist, sowie eine Auffangrinne 24, die unterhalb des Wärmeakkumulators 22 ange­ ordnet ist und dazu dient, irgendwelches überschüssiges Wasser zu sammeln und abzuführen.

Der Wärmeakkumulator 22 kann als eine im wesentlichen zwei­ dimensionale flache Struktur angesehen werden, d. h. eine Struktur, deren Länge und Breite wesentlich größer sind als die Dicke. Der Wärmeakkumula­ tor 2 ist vertikal und im wesentlichen quer zur Luftströmung, die aus der Ofenkammer 12 austritt, derart angeordnet, daß die Luft durch den Wärme­ akkumulator 22 hauptsächlich horizontal und in Richtung seiner Dicke hin­ durchströmt.

Der Wärmeakkumulator 22 ist in einem Halter oder Rahmen montiert, bestehend aus zwei vertikalen U-Profilen 25, die stationär im Ofen angeordnet sind und mit ihren Öffnungen einander zugewandt stehen. Der Wärmeakkumulator 22 umfaßt ferner eine Serie von horizontalen paral­ lelen Trägern 26, die zwischen den Flanschen der U-Profile 25 gestapelt sind und eine große Zahl von separaten Blöcken in Form von Kugeln 27 tra­ gen. Falls erwünscht, kann mehr als ein Stapel von Trägern 26 in unmit­ telbar benachbarten vertikalen Ebenen vorgesehen sein. Alle Teile des Wärmeakkumulators 22 bestehen aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, nämlich Metall. Sie brauchen keinen hohen Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Abmessungsgenauigkeit, Korrosionsfestigkeit und Verschleißfestigkeit usw. zu widerstehen und können daher zu geringen Ko­ sten aus billigen Materialien, etwa einfachem Baustahl, bestehen.

Jeder Träger 26 umfaßt ein Paar von flachen Stangen 26 A, 26 B, die in V-Anordnungen einander schräg zugeneigt stehen und an ihren unteren Kanten einen geringen Abstand aufweisen, so daß ihre Seitenwan­ dungen einen Blockaufnahmekanal definieren, der längs des Bodens offen ist. Falls erwünscht, kann der Aufbau so modifiziert werden, daß sich mehr als ein solcher Kanal ergibt. An den Enden sind die Stangen 26 A , 26 B mit einem Paar von Endplatten 26 C verbunden, die zwischen die Flansche der U-Profile 25 passen. Die Träger 26 sind zwischen den U-Profilen 25 über­ einander gestapelt, wobei die Endplatten 26 C jedes Trägers 26 die End­ platten 26 C des nächstfolgenden Trägers 26 stützen. Jeder Träger 26 trägt eine Reihe von kugelförmigen Blöcken 27, welche den Trägerkanal derart füllen, daß in Längsrichtung des Trägers 26 keine oder nur kleine Zwi­ schenräume zwischen den Blöcken 27 bleiben. Die unteren Längskantenab­ schnitte der Trägerstangen 26 A, 26 B erstrecken sich etwas über die unteren Endkanten der Endplatten 26 C hinaus, an denen die Stangen 26 A, 26 B befe­ stigt sind, so daß jeder Träger 26 zwischen die Endplatten 26 C des nächst­ niedrigeren Trägers 26 eingepaßt werden kann.

Wenn der Wärmeakkumulator 22 montiert wird, wird zunächst der unterste Träger 26 zwischen den U-Profilen 25 plaziert, wonach er mit Kugeln 27 gefüllt wird. Danach folgt der nächste Träger 26 und wird mit Kugeln 27 gefüllt. Natürlich können die Kugeln 27 bereits auf den Trägern 26 angeordnet sein, wenn diese zwischen die U-Profile 25 eingesetzt wer­ den.

Falls erwünscht, kann der ganze Dampferzeuger eine vormon­ tierte Baugruppe bilden.

Wie in Fig. 2 dargestellt, liegen die oberen Kantenabschnitte der Stangen 26 A, 26 B jedes Trägers 26 nahe der Horizontalebene, in der auch die unteren Kanten der Stangen 26 A, 26 B des nächsthöheren Trägers 26 liegen, d. h. sie erstrecken sich weiter nach oben als notwendig wäre, die Kugeln 27 mit Sicherheit in den Kanälen zu halten. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß Wasser, welches durch die zentrale, schlitzartige Öffnung 26 abwärts strömt, die sich zwischen den unteren Kanten der Stan­ gen 26 A, 26 B befindet, mit Sicherheit von den nächstniedrigeren Stangen 26 A, 26 B wieder aufgefangen wird.

Die Wassersprüheinrichtung 23 umfaßt ein horizontales Rohr 23 A, das mittig über dem obersten Träger 26 angeordnet ist und sich längs desselben erstreckt, sowie eine Mehrzahl in Längsrichtung im Abstand lie­ genden Wasserauslässen aufweist, sowie ein Paar von Spritzschutzplatten 23 B, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Rohres 23 A angeordnet sind. Die Spritzschutzplatten 23 B führen das aus dem Rohr 23 A austretende Wasser in den obersten Träger 26 und verteilen das Wasser im wesentlichen gleichförmig über die Länge des Trägers 26, wobei der Strömungsverlauf des Wassers in gestrichelten Linien angedeutet ist. Vorzugsweise sind die Spritzschutzplatten 23 B lösbar an den U-Profilen 25 oder in anderer Weise derart befestigt, daß ein einfaches Entfernen oder Einfügen von Trägern 26 möglich ist.

Die Auffangrinne 24 kann separat unter dem Wärmeakkumulator 22 montiert sein, kann aber auch, falls erwünscht, an dem Wärmeakkumula­ tor 22 befestigt werden.

Der Wärmeakkumulator 22 gestattet der aus der Ofenkammer 12 austretenden Luft den Durchtritt ohne unzulässige Drosselung der Luft­ strömung, doch weist er dank der kugelförmigen Blöcke 27 eine so große Wärmeübertragungsfläche auf, daß die gesamte Masse sehr schnell auf eine Temperatur nahe der der Luft aufgeheizt wird, obwohl sie vorher durch Wasser gekühlt worden war.

Wenn eine Charge Brot auf dem Gestell 10 in die Ofenkammer 12 für den Backvorgang eingeführt wird, ist der Wärmeakkumulator 22 auf eine Temperatur gebracht worden, die nahe der Temperatur liegt, die die umgewälzte Luft während des Backvorgangs hat; normalerweise erfolgte das "Aufladen" des Wärmeakkumulators 22 mit Wärme während eines vorhergehenden Backvorganges. Wenn das Gestell 10 in die Ofenkammer 12 eingeführt und die Tür verschlossen worden ist, wird Wasser aus dem Rohr 23 A auf den Wärme­ akkumulator 22 während einer bestimmten, vorgegebenen Zeitdauer gesprüht.

Das Wasser erreicht zunächst den obersten Träger 26 und die von ihm getragenen Kugeln 27. Ein Teil des Wassers wird sofort verdampft, während der Rest abwärts durch die schlitzförmige Öffnung 26 D des obersten Trägers 26 fließt und über die Kugeln 27 des nächstniedrigeren Trägers 26 verteilt wird. Da die schlitzartige Öffnung 26 D relativ eng ist, wird si­ chergestellt, daß der Hauptanteil des Wassers, der durchströmt, den oberen Abschnitt der Kugeln 27 des nächstniedrigeren Trägers 26 erreicht und gleichförmig als dünner Film über die gesamte Oberfläche der Kugeln 27 verteilt wird.

Diese Wirkungsweise zusammen mit der hohen thermischen Leitfähigkeit der Kugeln 27 führt zu einer schnellen Verdampfung des Was­ sers. Alles Wasser mit der Tendenz, an den Stangen 26 A, 26 B zu haften und horizontal nach außen zu strömen, bevor es von den Stangen 26 A, 26 B ab­ tropft oder abfließt, wird einfach durch die darunterliegenden Stangen 26 A, 26 B gesammelt.

Das zuerst zugeführte Wasser wird bereits von dem obersten Träger 26 oder den obersten Trägern 26 verdampft. Nachfolgend zugeführtes Wasser kann von weiter unten liegenden Trägern 26 des Wärmeakkumulators 22 verdampft werden. Alles nicht verdampfte Wasser wird im Basisteil 24 ge­ sammelt.

Der erzeugte Dampf wird in den Umwälzströmungspfad injiziert und füllt die Ofenkammer 12, wo er auf dem noch relativ kalten Brot auf dem Gestell 10 kondensiert. Nach Beendigung der Dampferzeugung wird das Gebläse 11 in Betrieb gesetzt, damit die Luft zirkuliert und Wärme vom Heizkörper 13 absorbiert. Der Wärmeakkumulator 22, der durch die Dampfer­ zeugung abgekühlt worden ist, beginnt dann wieder Wärme zu sammeln. In diesem Zusammenhang wird der Vorteil durch das Plazieren des Wärmeakkumu­ lators 22 an der Auslaß- oder stromabwärts liegenden Seite der Ofenkammer deutlich, d. h. stromaufwärts des Gebläses 11: Der Wärmeakkumulator 22 verursacht eine erhebliche Abkühlung der ihn durchströmenden Luft (zumin­ dest während der Anfangsphase der "Aufladung", und da der Wärmeakkumulator 22 unterschiedlich auf unterschiedlichen Höhen abgekühlt worden ist, wird auch die Luft unterschiedlich abgekühlt, je nachdem, wo sie durch den Wärmeakkumulator 22 durchströmt.) Da jedoch die Luft das Gebläse 11 durchströmt, nachdem sie durch den Wärmeakkumulator 22 geströmt ist, wird sie innig durchmischt, bevor sie die Einlaß- oder stromaufwärts liegende Seite der Ofenkammer 12 erreicht, so daß sie über der gesamten Fläche in die Ofenkammer 12 durch die Seitenwandung 12 A eintritt und im wesentlichen dieselbe Temperatur aufweist.

Demgemäß verhindert die Anordnung des Wärmeakkumulators 22 an der Auslaß- oder stromabwärts liegenden Seite der Ofenkammer 12 die ungleichförmige Wärmeverteilung über der Höhe der Ofenkammer 12. Die Ku­ gelform der Blöcke 27 ist zwar bevorzugt, jedoch können auch andere Blockformen verwendet werden. Ferner sind zwar einzelne, lose in den Trä­ gern angeordnete Blöcke 27 bevorzugt, doch können die Blöcke 27 jedes Trägerkanals auch miteinander verbunden sein oder Blöcke 27 können zu ei­ ner Baugruppe zusammengefaßt sein.

Claims (8)

1. Konvektionsofen mit einer Ofenkammer (12), einem Heiß­ luftumwälzströmungspfad, der durch die Ofenkammer (12) und über ei­ nen Wärmeakkumulator (22) verläuft, der eine Einrichtung (23) zum Sprühen von Wasser über den Wärmeakkumulator (22) hat, aus einer Mehrzahl von in einer im wesentlichen vertikalen Ebene angeordneten Blöcken (27 ) aus einem Material hoher thermischer Leitfähigkeit be­ steht, in einer Ebene im wesentlichen quer zur Luftströmung durch die Ofenkammer (12) angeordnet ist, von der Heißluft quer durch­ strömt ist und eine Mehrzahl paralleler im wesentlicher horizontaler Träger (26) für die Blöcke (27) aufweist, wobei jeder Träger (26) einen Blockaufnahmekanal definiert, längs dessen Boden eine in Längsrichtung sich erstreckende Öffnung (26 D) vorgesehen ist.

2. Konvektionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger (26) eine Mehrzahl von Blöcken (27) trägt.

3. Konvektionsofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenwandungen (26 A, 26 B) des Blockaufnahmekanals schräggestellt sind und mit ihren unteren Kanten die sich in Längs­ richtung erstreckende Öffnung (26 D) zentral unter den von dem Träger (26) getragenen Blöcken (27) begrenzen.

4. Konvektionsofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Seitenwandungen (26 A, 26 B) mit ihren oberen Kanten nahe einer Horizontalebene angeordnet sind, die sich durch die sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung (26 B) des nächsthöheren Blockaufnahmekanals erstreckt.

5. Konvektionsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (26) vertikal übereinander in einem Halter (25) gestapelt sind.

6. Konvektionsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (27) voneinander getrennt und lose in den Blockaufnahmekanälen angeordnet sind.

7. Konvektionsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (27) Metallkugeln sind.

8. Konvektionsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeakkumulator (22) außerhalb der Ofen­ kammer (12) zwischen dessen stromabwärts liegender Seite (12 B) und einem Gebläse (12) für die Umwälzung der Heißluft angeordnet ist.